Схема настольная люминесцентная лампа: Ремонт настольных ламп дневного света своими руками

Профилактика и ремонт китайских настольных энергосберегалок

РадиоКот >Лаборатория >Аналоговые устройства >

Профилактика и ремонт китайских настольных энергосберегалок

Мяу, товарищи!) Всем доброго времени суток!) Это – первая моя статья, поэтому прошу больно не бить.) Сегодня я расскажу Вам, какие неприятности может принести китайская экономия Вашей настольной лампе, как их ликвидировать и предотвратить.

В общем, история такова. Подарили мне как-то на день рождения настольную лампу. С люминесцентной лампочкой!) Счастья было полный лоток!) Радовался я ей, радовался, да не долго… Проработала она у меня с пол-года, а потом я выдернул из той же розетки, куда была включена эта лампа, советскую лампу дневного света с дроссельно-стартерным пуском… Из настольной лампы раздался звук выстрелившего пистона, лампочка погасла, и по комнате пополз запах радио.((( Я так понял, что причиной стал выброс напряжения из-за резкого отключения индуктивной нагрузки (советской лампы). Вскрытие пациента показало стандартную китайскую халтуру: тёмный припой, остатки активного флюса на плате, и… Полное отсутствие каких-либо фильтров и защит на входе 220 платы. Мало того, что такая кончина этой лампы была неизбежна, так ещё она неплохо какала в сеть помеху во время работы (да, забыл сказать, что в лампе используется импульсный ЭПРА по стандартной схеме двухтактного автогенератора). После обследования пациента с помощью мультиметра, выяснилось, что сгорели оба транзистора автогенератора (их разорвало на части) и четыре резистора (стояли в базовой и коллекторной цепях сгоревших транзисторов). К сожалению, я не сфотографировал платы со взорванными транзисторами, все фотки сделаны уже после ремонта.

Вот, собственно, пациент)

А вот и коробка, в которой он продавался. Если у Вас такой – настоятельно рекомендую взглянуть на плату ЭПРА. Возможно, там тоже нет никаких защит.

Плата. Вид сверху.

Китайская пайка

Покупать новую лампу я не собирался, благо у меня лежит куча рабочих пускателей от дохлых энергосберегалок, а схемы ЭПРА у них и пациента практически совпадают. Поэтому можно просто заменить горелые компоненты с одной платы на такие же с другой. Главное – проверить мультиметром исправность компонентов-доноров, иначе бабах может повториться). Замена компонентов занимает от силы 10 минут. В моём случае немного различаются номиналы резисторов (так я поставил 1 Ом вместо 1,2 Ом в эмиттерные цепи транзисторов и 10 Ом вместо 12 Ом – в базовые), но это вполне терпимо. А вот с транзисторами может получиться небольшая пакость. Дело в том, что у разных транзисторов может различаться цоколёвка. Так, у родных транзисторов 13001 цоколёвка была БКЭ, а у доноров 13002 цоколёвка уже ЭКБ, хотя оба выпускаются в одинаковых корпусах ТО-92. Называется, повернись избушка… Этот момент нужно учесть при замене транзисторов, иначе, в лучшем случае, генератор может не запуститься.

Схема преобразователя

При замене транзисторов я бы рекомендовал не изобретать велосипед и ставить транзисторы серий 13001-13007, т.к. они специально разработаны для таких преобразователей, и их легко достать. Если таковых транзисторов у Вас нет – открываем даташит на родные транзисторы и смотрим максимальные напряжение коллектор-эмиттер, напряжение база-эмиттер, ток коллектора и коэффициент передачи тока h31.  В моём случае Uke = 400V, Ube = 9V, Ik = 300mA, h31 = 8. Подбираем транзисторы-доноры по параметрам так, чтобы они были не хуже родных. Да, с составными транзисторами эта схема скорее всего не запустится, т.к. не хватит напряжения, даваемого коммутирущим трансформатором, для их открывания. И ещё, при замене транзисторов всегда меняем пару, а не один транзистор, даже если второй подаёт признаки жизни, причём транзисторы-доноры тоже должны быть из одного полумоста. В противном случае можно получить перекос напряжения на выходе преобразователя и нестабильную работу лампы.

Итак, горелые детали заменили на исправные, включаем первый раз лампу в сеть последовательно с лампочкой накаливания на 60 Вт. Лампочка в пациенте должна зажечься, а 60-ваттная лампа – максимум моргнуть при старте. Если лампа так и не заработала – продолжаем искать неисправные компоненты и ещё раз проверяем цоколёвку транзисторов. В первую очередь проверяем все полупроводниковые компоненты (диоды и транзисторы). Также часто пробиваются высоковольтные конденсаторы, подключаемые к лампочке. Для прозвонки нужно выпаивать компонент, т.к. низкоомные резисторы и обмотки трансформатора могут шунтировать цепи.Причём проверка мультиметром при низком напряжении показывает, что конденсатор исправен. В этом случае помогает проверка заменой. Также не забываем проверить целостность лампочки пациента и её нитей накала.

Ну вот, лампу мы-то отремонтировали, но надолго ли? Если у Вас нет на входе защит и фильтров (как у меня), то ближайший всплеск напряжения в сети снова поджарит транзисторы в преобразователе. Причём, не обязательно выдёргивать советскую лампу из соседнего гнезда одной розетки – такой импульс даст отключение от сети любого более-менее мощного трансформатора. Поэтому я настоятельно рекомендую всем владельцам ламп без защит поставить таковую в лампу, тем более что собрать её можно из платы любой более-менее нормальной платы ЭПРА от энергосберегалки, а места в лампе-пациенте для фильтра достаточно. Итак, смотрим схему:

Конденсаторы C1, C2 (47 нФ * 400В) и дроссель L1 берутся из платы ЭПРА энергосберегалки  (находятся возле входа 220В). Они образуют двусторонний П-образный ФНЧ, задача которого – не пропускать высокочастотные помехи от автогенератора в сеть и обратно.

Варистор VU1 находится в ларьке, торгующем электронными компонентами или в компьютерном блоке питания. Предназначен для подавления всплеска напряжения на входе сети. Можно взять диаметром 5-15 мм (больше может не влезть) и напряжением срабатывания 430-470В. Я использовал 14-KVR431, что обозначает варистор диаметром 14 мм и напряжением срабатывания 431 -> (43 * (10^1)) = 430В.

Предохранитель F1 – выводной, от сгоревшей энергосберегалки. Обозначения на нём не было, но точно больше 0,5А, т.к. полуамперный предохранитель сгорел на втором пуске, хотя суммарная ёмкость фильтрующих конденсаторов 1,65 мкФ.

Всё это хозяйство можно смонтировать на небольшую плату, но, т.к. деталей в фильтре мало, я собрал его навесным монтажом и закрутил изолентой. В любом случае, нужно надёжно заизолировать все токоведущие части друг от друга и от окружающей среды, что избежать замыканий между компонентами фильтра и платой преобразователя. Полученный «кокон» укладываем в корпус преобразователя, находящийся в основании лампы, благо места там предостаточно. Я пытался приклеить его к стенке корпуса «моментом», но пластик пациента это клей не взял.(

Фильтр в изоленте

Вот на этом всё.) Разрешите откланяться. Да, не забывайте, что в данной схеме мы имеем дело с сетевым напряжением, что вполне себе смертельно опасно. Поэтому не забываем ВЫКЛЮЧАТЬ ЛАМПУ ИЗ РОЗЕТКИ, прежде чем что-то делать.

Удачи и всего самого наилучшего!) 73!)

Все вопросы в
Форум.

Мигает настольная лампа.

А у вас, мигает настольная лампа ? У меня есть  светильник местного освещения, а точнее настольная лампа. Постоянно её пользуюсь и всё бы ничего, но применяемая лампа  дневного света на 11 вт ,временами, ну никак не хочет зажигаться, а вместо этого, просто  постоянно мигает.Как я понимаю, лампа не может выйти на нормальный режим работы. Нужна доработка. Чтобы её зажечь, вначале нужно подать повышенное напряжение на электроды,если этого нет вот и мигает настольная лампа. В вилке нашей настольной лампы установлен дроссель,он как раз это и делает вместе со стартером.

В больших лампах стартер ставиться отдельно, в моём случае находится в цоколе лампы. Однако проблема не в нём, не в лампе или дросселе, а плавающем напряжении сети и старой  электрической проводке в доме. Но, избавиться от того, что мигает настольная лампа всё таки можно,если сделать доработку. Сейчас многие используют  энергосберегающие лампы, в  разборном цоколе этой лампы находится электронная схема, которая называется электронный балласт. По моему опыту часто выгорает нить накала самой лампы , а электроника способна работать и дальше. Вот это я и использовал для доработки. Важно только чтобы мощности настольной и энергосберегающей ламп совпадали или отличались не значительно. Например для 11вт, на одной из доработанных ламп установил электронику от 9 ватной энергосберегающей. Но идеальный вариант один  к одному.Что необходимо сделать для доработки в настольной лампе:

1. Поменять вилку на обычную
2. Найти и разобрать одинаковую по мощности энергосберегающую лампу.
3. Взять от туда электронную схему,аккуратно разобрав цоколь.
4. Убедиться в исправности электроники.
5. Установить плату в настольную лампу и подпаять провода от вилки к контактам,куда шли проводки от цоколя.
6. Вытащить лампу из настольного светильника и аккуратно разобрать цоколь и убрать стартер
7. На плате есть конденсатор, его нужно выпаять и установить в цоколь, вместо стартера. Вот как на схеме .
8. Соединиться 2-мя проводками от лампы к схеме, туда откуда шли провода на колбу энергосберегающей лампы.

Всё… больше подобных проблему меня не было, доработка здорово помогла,  настольная лампа загорается сразу и работает уже несколько лет. Надеюсь объяснил, что делать, понятно. Хорошо и долго работающих, Вам ламп!

Нет похожих статей.

This entry was posted in РЕМОНТ and tagged доработка., Лампа. Bookmark the permalink.

Выбор настольной лампы рабочего стола

Благодаря ассортименту светотехнической продукции, выбор настольной лампы рабочего стола становиться интересным занятием и требует некоторых знаний по разнообразию этих ламп.

Вступление

Выбирая настольную лампу для рабочего стола, прежде всего, нужно думать об освещении рабочей зоны и возможностях регулирования положения лампы. Не забываем при выборе о способах установки лампы.

Роль настольной лампы в освещении комнаты

Во-первых, настольная лампа является дополнительным источником освещения. Использование лампы на столе, как основного источника приводит к быстрой утомляемости глаз, а продолжительное использование – к ухудшению зрения.

Во-вторых, настольную лампу выбирают при недостаточном освещении от основного источника освещения для освещения рабочей зоны. Под рабочей зоной понимают место для выполнения конкретных действий. Например, освещение клавиатуры, чтения книги, приготовления уроков, ручное написание статьи, шитья, мелкого ремонта и т.д.

Как следствие, настольная лампа должна иметь автономный выключатель и для некоторых случаем, компактную установку или быстро меняемое положение.

Уровень освещенности настольной лампы

Существует нормативный параметр освещенности, которую должна давать настольная лампа. Данный параметр можно найти в СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Он зависит от вида деятельности, и по кормам это 350-500 люкс.

Если вы посмотрите каталог настольных ламп http://electro-nic.ru/catalog/lampy, то увидите, что одним из параметров лампы, является интенсивность светового потока в люменах. Для понимания этого параметра и его соответствия нормативным требования нужно знать, что 1 люкс=1 люмену на кв. метр.

Также для выбора настольной лампы рабочего стола может пригодиться такая таблица:

• Лампы накаливания:

60 Вт – 500 Люмен

100 Вт– 1300 Люмен

• Люминесцентная лампа 26 Вт – 1600 Люмен
• Светодиод 1 Вт дает освещенность 100 Люмен.

Выбор настольной лампы рабочего стола не нужно путать с выбором настольной лампы для спальни. Светильники для спальни не должны создавать высокой освещенности, а давать приглушенный свет.

Выбор настольной лампы по креплению

Важный момент в выборе настольной лампы это способ её крепления. Классический вариант крепления (установки) лампы рабочего стола это стол. Отсюда и её название – настольная лампа. Однако не нужно забывать, о возможном способе крепления лампы на стену. Это освобождает поверхность стола и может быть удобна.

Второй вариант освобождения поверхности стола это настольные лампы на струбцине. Они закрепляются на краю стола, занимают мало места и могут быстро переустанавливаться.

Третий вариант, это лампы настольной установки. Они занимают на столе небольшую площадку, что бывает неудобно при ограниченной поверхности рабочей зоны.

Выбор лампы по возможностям регулирования

Конструктивная возможность настольной лампы к регулированию положения без смены её крепления (установки) важный параметр правильного выбора.

Настольная лампа для рабочего стола должна иметь как можно больше степеней свободы для регулирования. Во-первых, должна регулироваться высота источника освещения. Во-вторых, плафон лампы может регулироваться по наклону. В-третьих, лампа может вращаться.

В характеристиках настольной лампы указывают степени регулировки. Обычно это 2-4 степени регулирования.

Выбор лампы по источнику света

Важный параметр для выбора, используемый тип источника света (ламп). Важен он как для экономии, так и для здоровья глаз.

В этом выборе участвуют:

Лампы накаливания. Электрические патроны E27, реже E14. Невысокая стоимость ламп, простота их замены, доступность ламп в продаже, комфортное освещение рабочей зоны без превышения нормативов.

Под электрический патрон Е27 можно использовать не только лампы накаливания, но и энергосберегающие и даже светодиодные лампы.

Настольные светодиодные светильники. Этот тип светильников отличает высокая освещенность до 2200 люменов. Однако выбрав светодиодную настольную лампу с регулятором освещенности и электронным стабилизатором её вполне комфортно использовать и дома, как дополнительно освещение.

Недостатком настольных светодиодных ламп остается высокая стоимость, качество сборки, надежность светодиодов и относительная сложность их замены.

Вывод

Большой ассортимент предлагаемой продукции делает выбор настольной лампы рабочего стола не таким простым занятием. Перед покупкой, заранее, продумайте все необходимые вам параметры светильника и выбор, безусловно, будет правильным.

Поделиться ссылкой:

Похожее

Ремонт светильников в Москве — цена, отзывы, частные объявления на YouDo

Мастера, зарегистрированные на Юду, выполняют качественный и недорогой ремонт светильников в Москве и Московской области. Работы по ремонту торшеров, люстр, бра, галогенных ламп и другого оборудования производятся в удобное для вас время.

Вызов мастера можно сделать в любую точку Москвы – специалист приедет в указанный срок, имея при себе профессиональные инструменты и приборы для диагностики.

Работы по восстановлению и реставрации приборов освещения

На сайте Юду зарегистрированы лучшие мастера Москвы, которые делают ремонт настольных ламп, бра, торшеров, люстр и других приборов освещения качественно и недорого. Вызвать их можно для обслуживания электроприборов дома и дачи, квартиры и офиса. В перечень услуг специалистов входят следующие работы:

• монтаж светильников, люстр
• диагностика электропроводки
• замена розеток и выключателей
• обслуживание электроустановочных устройств
• монтаж встраиваемого светильника
• реставрация и восстановление абажуров

Любой светильник представляет собой сложное устройство, ремонт которого должен производить только опытный электрик. Заказать недорогие услуги профессионального электрика можно на сайте Юду, через который предлагают сотрудничество компетентные специалисты с положительной репутацией.

Почему ломаются приборы освещения?

Ремонт светильника требует соблюдения правил безопасности и использования профессиональных инструментов. Причин, по которым нужно вызвать мастера по ремонту светильника, может быть много. Основными являются следующие:

• естественный износ
• механическое повреждение деталей
• перепады напряжения
• короткое замыкание сети

В результате механического повреждения (падение светильника, настольной или напольной лампы) может потребоваться ремонт абажуров настольных ламп. В этом случае специалист, зарегистрированный на Юду, проведет реставрационные работы в сжатые сроки и вернет абажуру исходную эстетическую привлекательность.

Когда нужно вызвать электрика?

Существуют явные признаки того, что требуется срочный ремонт светильников. Вызвать профессионального мастера-электрика для ремонта приборов освещения нужно, если:

• лампа не загорается
• лампа загорается, но на ее краях видно оранжевое свечение
• лампа то гаснет, то загорается
• лампа быстро перегорает

Причиной появления указанных неисправностей может быть ошибка в схеме цепи, замыкание в патроне или слабый контакт между штырями стартера и стартеродержателя. Чтобы выявить настоящую причину поломки и сделать качественный ремонт осветительного прибора, мастер проведет его диагностику.

Дополнительное обслуживание электроприборов

У исполнителей Юду можно заказать дополнительные работы по обслуживанию приборов освещения и электрооборудования. К ним относится:

• проверка крепления и крюков
• проверка соответствия мощности прибора
• снятие стекол с торшеров и люстр и их очистка
• зачистка контактов

Все работы осуществляются с использованием профессиональных инструментов, что позволяет производить их оперативно и качественно.

Сколько стоит восстановление приборов освещения?

Работы по ремонту светильников исполнители Юду проводят по доступной стоимости. Ориентировочная цена на ремонт указана в прайс-листе в соответствующем разделе сайта. Точные расчеты суммы к оплате делаются с учетом следующих факторов:

• тип осветительного прибора
• тип и объем работ
• цена на расходные материалы
• количество сломанных устройств

Вы можете самостоятельно рассчитать конечную сумму, учитывая расценки в прейскуранте. Укажите собственную цену при заполнении заявки и дождитесь ответных предложений от исполнителей Юду. Закажите ремонт светильников у мастера, который предложит самые выгодные условия сотрудничества.

Переделка настольной лампы на светодиоды. Переделка люминесцентного светильника в светодиодный

Если старый советский светильник с люминесцентными лампами дневного света типа ЛБ-40, ЛБ-80 вышел из строя, или вам надоело менять в нем стартера, утилизировать сами лампы (а просто так выкидывать их в мусорку уже давно нельзя), то его с легкостью можно переделать в светодиодный.

Самое главное, что у люминесцентных и светодиодных ламп одинаковые цоколи – G13. Никакая модернизация корпуса в отличие от других видов штырьковых контактов не потребуется.

• 
  G- означает, что в качестве контактов используются штырьки

• 
  13 – это расстояние в миллиметрах между этими штырями

Преимущества переделки

При этом вы получите:

• 
  большую освещенность

• 
  меньшие потери (почти половина полезной энергии в люминесцентных светильниках может теряться в дросселе)

• 
  отсутствие вибрации и противного звука дребезжания от балластного дросселя

Правда, в более современных моделях, уже используется электронный балласт. В них повысился КПД (90% и более), исчез шум, но расход энергии и световой поток остались на прежнем уровне.

Например, новые модели таких ЛПО и ЛВО часто используются для потолков Armstrong. Вот примерное сравнение их эффективности:

Еще одно преимущество светодиодных – есть модели рассчитанные на напряжение питания от 85В до 265В. Для люминесцентного нужно 220В или близко к этому.

Для таких Led, даже если напряжение в сети у вас слабое или завышенное, они будут запускаться и светить без нареканий.

Светильники с электромагнитным ПРА

На что нужно обратить внимание при переделке простых люминесцентных светильников в светодиодные? Прежде всего на его конструкцию.

Если у вас простой светильник старого советского образца со стартерами и обыкновенным (не электронным ПРА) дросселем, то фактически и модернизировать ничего не надо.

Просто вытаскиваете стартер, подбираете под габаритный размер новую светодиодную лампу, вставляете ее в корпус и наслаждаетесь более ярким и экономным освещением.

Если стартер из схемы не убрать, то при замене лампы ЛБ на светодиодную, можно создать короткое замыкание.

Дроссель же демонтировать не обязательно. У светодиодной, потребляемый ток будет в пределах 0.12А-0.16А, а у балласта рабочий ток в таких старых светильниках 0.37А-0.43А, в зависимости от мощности. Фактически он будет выполнять роль обыкновенной перемычки.

После всей переделки светильник у вас остается тот же самый. На потолке не нужно менять крепление, а сгоревшие лампы не придется более утилизировать и искать специальные контейнеры для них.

Для таких ламп не нужны отдельные драйвера и блоки питания, так как они уже идут встроенными внутри корпуса.

Главное, запомнить основную особенность – у светодиодных, два штырьковых контакта на цоколе, жестко соединены между собой.

А у люминесцентной они соединены нитью накала. Когда она раскаляется, происходит зажигание паров ртути.

В моделях с электронным ПРА нить накала не используется и промежуток между контактами пробивается импульсом высокого напряжения.

Самые распространенные размеры таких трубок:

• 
  300мм (используется в настольных светильниках)

Чем больше их длина, тем ярче свечение.

Переделка светильника с электронным ПРА

Если же у вас модель более современная, без стартера, с электронным дросселем ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат), то здесь придется немного повозиться с изменением схемы.

Что находится внутри светильника до переделки:

• 
  контактные колодки-патроны по бокам корпуса

Дроссель это то, что нужно будет выкинуть в первую очередь. Без него вся конструкция существенно потеряет в весе. Откручиваете крепежные винты или высверливаете заклепки в зависимости от крепежа.

Затем отсоединяете питающие провода. Для этого может понадобиться отвертка с узким жалом.

Можно данные проводки и просто перекусить пассатижами.

Схема подключения двух ламп отличается, на светодиодной все выполнено гораздо проще:

Главная задача которую нужно решить – это подать 220В на разные концы лампы. То есть, фазу на один вывод (например правый), а ноль на другой (левый).

Ранее говорилось, что у светодиодной лампы оба штырьковых контакта внутри цоколя, соединены между собой перемычкой. Поэтому здесь нельзя как в люминесцентной, подать между ними 220В.

Чтобы убедиться в этом, воспользуйтесь мультиметром. Установите его в режим измерения сопротивления, и касаясь измерительными щупами двух выводов произведите замер.

На табло должны высветиться такие же значения, как и при замыкании щупов между собой, т.е. нулевые или близкие к нему (с учетом сопротивления самих щупов).

У лампы дневного света, между двумя выводами с каждой стороны, есть сопротивление нити накала, которая после подачи напряжения 220V через нее, разогревается и ”запускает” лампу.

• 
  без демонтажа патронов

• 
  с демонтажем и установкой перемычек через их контакты

Без демонтажа

Самый простой способ это без демонтажа, но придется докупить пару зажимов Wago.
Выкусываете вообще все провода подходящие к патрону на расстоянии 10-15мм или более. Далее заводите их в один и тот же зажим Ваго.

Тоже самое проделываете с другой стороной светильника. Если у клеммника wago недостаточно контактов, придется использовать 2 шт.

После этого, все что остается – подать в зажим на одну сторону фазу, а на другую ноль.

Нет Ваго, просто скручиваете провода под колпачок СИЗ. При таком методе, вам не нужно разбираться с существующей схемой, с перемычками, лезть в контакты патронов и т.п.

С демонтажем патронов и установкой перемычек

Другой метод более скрупулезный, зато не требует никаких лишних затрат.

Снимаете боковые крышки со светильника. Делать это нужно осторожно, т.к. в современных изделиях защелки сделаны из хрупкой и ломкой пластмассы.

После чего, можно демонтировать контактные патроны. Внутри них расположены два контакта, которые изолированы друг от друга.

Такие патроны могут быть нескольких разновидностей:

Все они одинаково подходят для ламп с цоколем G13. Внутри них могут быть пружинки.

В первую очередь они нужны не для лучшего контакта, а для того, чтобы лампа не выпадала из него. Плюс за счет пружин, идет некоторая компенсация размера длины. Так как с точность до миллиметра, изготовить одинаковыми лампы не всегда получается.

К каждому патрону подходят два провода питания. Чаще всего, они крепятся путем защелкивания в специальных без винтовых контактах.

Проворачиваете их по часовой и против часовой стрелки, и приложив усилие вытаскиваете наружу один из них.

Как уже говорилось выше, контакты внутри разъема изолированы друг от друга. И демонтируя один из проводков, вы фактически оставляете не удел одно контактное гнездо.

Весь ток теперь будет течь через другой контакт. Конечно, все будет работать и на одном, но если вы делаете светильник для себя, имеет смысл немного усовершенствовать конструкцию, поставив перемычку.

Благодаря ей, вам не придется ловить контакт, проворачивая светодиодную лампу по сторонам. Двойной разъем обеспечит надежное соединение.

Перемычку можно сделать из лишних проводов питания самой лампы, которые у вас обязательно останутся в результате переделки.

Тестером проверяете, что после монтажа перемычки, между ранее изолированными разъемами есть цепь. То же самое проделываете со вторым втычным контактом на другой стороне светильника.

Главное проследить, чтобы оставшийся провод питания был уже не фазным, а нулевым. Остальное выкусываете.

Люминесцентные светильники на две, четыре и более ламп

Если светильник у вас двухламповый, лучше всего к каждому разъему подавать напряжение отдельными проводниками.

При монтаже простой перемычки между двух и более патронов, конструкция будет иметь существенный недостаток.

Вторая лампа будет светиться, только при условии, что первая установлена на свое место. Уберете ее, и тут же погаснет и другая.

Питающие проводники должны сходиться на клеммную колодку, где поочередно у вас будет подключены:

Вероятно хоть раз, но вы видели вот такую настольную лампу, чаще, подобные конструкции применяют при манипуляциях в салонах красоты.
Однако, и в обычной домашней жизни, такая лампа очень удобна.
Поскольку, я достаточно времени провожу за ноутбуком, мне такое освещение на довольно длинном штативе пришлось как раз. Только вот испускаемый ею холодный белый свет CW я не считаю комфортным. Лампа проработала у меня более года, и я стал подозревать, что скоро, срок работы люминесцентной лампы подойдет к концу, и заблаговременно заказал катушечку светодиодной ленты.

Лента пришла, и мне осталось только дождаться перегорания лампы – что через несколько дней и случилось.

Предлагаю вам вместе со мной посмотреть на такой вариант переделки конструкции на:
— применение ее со светодиодной лентой;
— подумать (и реализовать) о том, какие новые качества эта лампа может приобрести;
— немного подремонтировать узел поворота отражателя;
— помечтать, чего еще можно было бы, при желании, добавить к уже готовому светильнику.

Разборка
.

Она труда не составила, — разбирать всегда легче. Обратите внимание на массивный дроссель, что скрывался в кубической полости вертикального поворотного узла системы тяг светильника. От него я избавился, но выкидывать, конечно не стал.

В подставке светильника, обнаружилась пластиковая емкость с залитым в нее цементом, это меня приятно удивило – я ожидал найти мешочек с песком. Конечно, этот утяжелитель придется чем-то заменить. Забегая вперед скажу что на тот момент, я склонялся к песку, но замена нашлась.

Сама катушка с лентой на 2835 светодиодах
. Выбор был не случайным. Слишком большую мощность (яркость) я не хотел, так как, пришлось бы думать об отведении значительного тепла. Усложнять конструкции диммированием я так же не хотел – так как, не люблю долгосторои. И лента обязательно должна быть WW – теплого белого свечения. В общем, я купил именно то, что я и хотел.

Лента была нарезана на 8 отрезков, и приклеена липким слоем к штатному отражателю.
Тут я приуныл, поняв, что сколько мне придется паять…

Отрезав подходящий кусочек монтажной платы, я приготовил и облудил 16 проводников. При этом, группа из восьми проводников разместилась в центре монтажной платы и была определена как положительные проводники, а две группы по четыре проводника, предназначались для подсоединения к отрицательному полюсу источника питания.

К моей радости, паялось очень легко, и буквально через 7 минут, у меня уже получился готовый вариант.

и

Саму платку я посадил на термоклей, и проверил работу при сниженном напряжении, — результат меня порадовал.

Блок питания и подставка
.

Его я решил разместить в подставке. Как раз, один такой, довольно габаритный, у меня был без дела. И опять, забегая вперед, скажу что, — такое размещение блока питания не является единственным.

Поскольку, штатный утяжелитель я разместить уже не мог, я было схватился за полиэтиленовый мешочек с песком, но, вспомнил, что лет шесть назад, занимался отливкой полуколец утяжелителей из свинца и сбежал в свой магическай сарай. В том же сарайчике, я набрел и на проколотый мной резиновый мяч из моего .

Полукольца были уплощены на наковаленке, так как, по высоте они мешали сборке основания светильника, и были обернуты в половинки от сдутого мяча – получилось тесно, плотно и упруго. =)

Да, обратите внимание на отрезок витого шнура — он был одним концом припаян к 12v от блока питания, пропущен в отверстие на обратной стороне подставки. На другой его конец, был припаян штекер для подсоединения к ответному гнезду, которое я расположил в пустой кубической полости оставшейся после извлечения дросселя.

Общий вид получился вот такой

Мелкий ремонт.

После годичной эксплуатации, голова светильника с отражателем перестала фиксироваться в горизонтальном
положении. Иными словами, если голову светильника повернуть под углом к верхней тяге ножки светильника, поворотный узел не выдерживал веса головы, и сама голова, опускалась вниз.
В этом, конечно был виноват вес люминесцентной лампочки. И хотя, вес всего узла светильника значительно уменьшился, — проблема эта осталась.
Разобрать этот узел было невозможно, и я просто скусил пластмассовые отливы распорки узла, и ввинтил между пружинящими лепестками саморез.
Все, кому попадалась подобного типа лампа, с этим дефектом поворотного узла обязательно сталкивались – разберетесь =)

и

Сенсорное управление.

Посмотрите вниз фотографии, вы разглядите розовый USB светильник на гибкой ножке, он сенсорный. Таких светильников, я набрал пять штук несколько лет назад по пятьдесят центов за один.

В общем, три я подарил, а два оставил. Светодиоды в одном из них потеряли яркость, особенно это заметно в сравнении с новым.

Внутри светильника скрываются:
— микросхема TPP223;
— полевой N (поправил , за что — спасибо) канальный транзистор SI2302
;
— три светодиода;
— и SMD обвязка всего этого.

Это готовая схема управления, и не польститься на это, я не смог.
Единственное что, на TPP223 я подал с интегрального стабилизатора 3. 3v. Два светодиода я сковырнул с платы, а один крайний оставил – для отладки. Низкоомные резисторы я ставил эксперимента ради, потом, я их убрал.
Общий ток составил менее одного ампера =)

Что можно было бы сделать иначе
.

Я, как вы видите, применил габаритный блок питания – но такой уж был.
Вы так же видели, что кубическая полость, в которой размещался дроссель, осталась пустой. Если под руками будет малогабаритный блок питания на 12v, то его лучше разместить именно там. Тогда, в подставке, можно разместить катушки беспроводной зарядки, они прямо так туда и напрашиваются, а для разъемного соединения подставки и блока питания, можно использовать тот же прием, который использовал и я =)

PS
я и не знал, что такого типа светильники довольно распространены среди читателей =))
кусочек видео доступен по ссылке на

Освещение — важнейшая составляющая интерьера. Именно от освещения зависит уют и уровень комфорта нашего жилища. Игра света и тени позволяет обыграть выигрышные моменты интерьера и отвести внимание от неудачных моментов. А еще — светильники, торшеры, люстры и лампы создают ту атмосферу, которую мы называем «дом». Сделать жилище только «своим», личным, индивидуальным помогут уникальные светильники и лучший способ — сделать абажур своими руками. Самодельные плафоны и абажуры — это тот конек, который выделит ваш дом из прочих.

Пара слов о безопасности

При изготовлении ламп, торшеров и люстр в промышленных условиях предварительно производится расчет минимального расстояния от «тела» лампы до материалов. Зависит это расстояние от мощности и теплового излучения лампы и от типа (горючести) материала, из которого изготавливается плафон/абажур. В домашних условиях вряд ли кто-то будет заморачиваться с такими подсчетами. А чтобы не создать опасную ситуацию, стоит придерживаться определенных правил.

И вообще, сделав абажур и установив его, в первые несколько дней обращайте внимание на то, греется ли плафон. Нагревом считается любое повышение температуры выше окружающей среды. Если плафон ощущается как «теплый», поменяйте лампочку на менее мощную. Снова проверьте. Так до тех пор, пока самодельный абажур не будет греться.

Где взять каркас

Если вы хотите переделать старую лампу, торшер, бра у которых старый абажур пришел в негодность, можно просто использовать уже имеющуюся основу, ободрав старый материал. Перед началом работ, хорошо осмотрите каркас, если есть где-то ржавчина или поврежденное покрытие, может стоит все ободрать и покрасить снова? Заодно и цвет можно изменить. Если старых каркасов нет, можно купить недорогую лампу (в магазине или на блошином рынке) и проделать с ней те же операции. Неплохие абажуры можно, кстати, сделать из корзин для мусора. Они есть проволочные, есть пластиковые. Главное — найти подходящую по форме и размеру. Потом в дне делаете отверстие под патрон. Дальше — дело за украшением/обшивкой, а тут вариантов море.

Если и этот способ недоступен, можно изготовить абажур без каркаса (есть и такие) или сделать каркас самостоятельно. Материал для изготовления каркаса для абажура своими руками это: проволока, древесина (деревянные или бамбуковые палочки, вырезанные специально элементы), пластиковые бутылки.

Как сделать каркас для самодельного абажура из проволоки

Проволока для каркаса лампы нужна алюминиевая или сталистая. С алюминиевой работать легко, но она легко мнется. Это не очень важно когда абажур уже эксплуатируется, но этот факт надо учитывать во время работы: можно испортить форму. С другой стороны, такая пластичность позволяет во время работы легко и просто вносить изменения в форму. Так что вариант неплохой. Алюминиевую проволоку можно «добыть» из электрических кабелей. Придется снять защитную оболочку и можно использовать.

Сталистая проволока более упругая, так что она хорошо сохраняет форму. Ее можно поискать на строительном рынке. Работать с ней посложнее. Желательно чтобы рядом были сильные мужские руки.

Кроме проволоки для работы понадобятся мощные кусачки и пассатижи. Каркас абажура обычно состоит из двух колец и соединяющих их стоек. От размеров колец и формы стоек зависит форма будущего абажура. Вопросы могут возникнуть по количеству стоек и способам их крепления. Количество стоек зависит от размеров колец и того, насколько «круглым» вы хотите сделать абажур. Чем больше стоек, тем более «гладко» ляжет ткань. Так что выбирать вам, но оптимальное расстояние между стойками по нижнему кругу — около 5-6 см.

Приемы создания каркаса для абажура из проволоки

Способы крепления стек к кольцам абажура зависят от толщины и типа проволоки, а также от имеющихся у вас инструментов. Самый простой — сделать на конце маленький крючок, затем его плотно зажать. А чтобы кольцо не скользило вправо-влево, предварительно проволоку в месте крепления обработать наждачной бумагой с крупным зерном. Это вариант для толстой алюминиевой проволоки. Если проволока стальная, причем диаметром 1,2-2 мм или больше, лучший способ — . Проволоку потоньше можно загнуть и обмотать вокруг кольца или также сделать крючок.

Если делать крючки, обматывать проволоку, внешний вид получается далеко не таким идеальным, как у фабричных каркасов. Но эта неидеальность прикроется самим абажуром. Если она вас все-таки волнует, найдите ленту подходящего цвета (обычно подбирают под цвет абажура) и аккуратно обмотайте полученный каркас. Станет намного лучше. Ленту можно промазать клеем ПВА и, мокрой, плотно, виток за витком, обмотать каркас.

Из проволочной сетки

Если удастся найти сетку из тонкой проволоки, можно быстро сделать почти идеальный цилиндрический плафон для торшера, настольной лампы, ночника, плафон для установки свечи и т.д. Всего-то и надо, что отрезать кусок сетки нужной длины и ширины, свернуть в кольцо и закрепить проволочки, обмотав их вокруг стоек.

Чтобы сетка не распрямилась, отрезая кусок, режьте так, чтобы с обоих сторон оставались длинные свободные концы. Ими и будем скреплять плафон цилиндрической формы. А неидеальность верхнего и нижнего кольца можно замаскировать лентой нужного цвета.

Из пятилитровой пластиковой бутылки

Интересной формы абажур может получиться из пластиковой бутылки большого литража. Есть бутыли на 5-6 литров и даже на 10. Вот их и можно использовать. От емкости отрезаем верхушку иди дно — в зависимости от того, что вам больше нравится. В отрезанной части делаем кольцо под патрон. Если отрезана верхняя часть, для некоторых патронов можно использовать горловину. Для тех что больше диаметром, ее придется срезать.

Затем вырезаем лишний пластик, формирую ободки и стойки плафона. Чтобы не ошибиться, предварительно можно прорисовать все линии маркером. Резать будет проще. Вcе элементарно. Дальше просто украшаем. И да, вырезать пластик обязательно, иначе теплому воздуху некуда будет деваться.

Делаем абажуры на каркасе

Вариантов того, как можно сделать чехол абажура достаточно:

Из лент

Самый простой и быстрый способ преобразить старый абажур для торшера или настольной лампы — использовать ленты. Нужен каркас или абажур в виде цилиндра. Он может быть «голым» или обтянутым тканью. Если использовать «голый» каркас, свет будет пробиваться сквозь щели, что создаст интересные световые эффекты, но освещение будет неоднородным. Читать при таком свете неудобно — это интерьерное решение. Если вам необходимо ровное освещение, сначала обтяните каркас тканью. Она может быть того же цвета что и ленты, на пару тонов темнее или светлее, может быть контрастной. Все зависит от вашего желания. И помните, что чем темнее будет ткань, тем меньше света пропускает абажур.

Берем ленту шириной 1-2,5 см. Закрепляем ее с изнаночной стороны абажура при помощи клея ПВА, дополнительно зафиксировав булавкой. Если взяли проволочный каркас без ткани, крепим к верхнему или нижнему ободу (можно пришить руками, можно использовать клей). Затем начинаем оборачивать весь каркас, сверху вниз, располагая витки ленты близко друг к другу, но без нахлеста.

Закончив круг, ленту разворачиваем на 90°. Закрепляем в таком положении (иголкой с ниткой или клеем ПВА, клеем из пистолета, зафиксировав временно булавкой, прижав прищепкой). Дальше ленту пропускаем под первой лентой, вытаскиваем, укладываем поверх второй, потом снова протягиваем вниз, через одну ленту вытягиваем вверх. Так, постепенно, создаем переплетение, заполняя весь абажур.

Как вариант, можно пропускать по две вертикальные ленты. Но тогда надо следить, чтобы каждый следующий ряд сдвигался на одну поперечину. Тогда получится другой тип переплетения. Такой абажур идеален для торшеров, так как направлять свет будет вниз, рассеивание через стенки будет небольшим.

В данном варианте ленты могут быть одинаковыми, могут — одного цвета, но разной фактуры, могут — отличаться на пару тонов или быть контрастными. По кругу ленты можно пускать сплошняком, а можно — через некоторое расстояние. Если найти широкую ленту и накладывать ее с нахлестом, тогда вообще не понадобятся горизонтальные. А если использовать плетеный или крученый шнур (на нижнем фото справа), получим совсем другой по виду абажур. Так что только эта техника отделки абажура дает очень много вариантов.

Коротко представим идеи. Есть множество вариантов того как можно нестандартным образом оформить стандартные каркасы для абажуров. Первый способ был уже озвучен: можно связать чехол на абажур на спицах или крючком. Несколько вариантов на фото.

Не все умеют вязать. Проще работать с бисером, особенно если его клеить. Декорировать старую ткань можно при помощи бусин, пайеток, бисера разной формы и размеров. Такой «новый-старый» абажур своими руками сделаете за пару часов. Подбираете подходящие по цвету украшения, промазываете ткань клеем ПВА, наклеиваете украшения. Для завершения образа можно из бусин и бисера собрать подвески, которые крепятся к нижнему ободу, но это уже кропотливая работа. Хотя эффект интересный.

Можно сшить новый абажур из ткани. Но не обязательно его делать обновленной копией старого. Следует включить фантазию! Если лампа или торшер стоят в комнате девочек, новый чехол на абажур можно сделать в виде юбки. Стиль юбки подбираете сами. Интересно смотрятся в складку. С рюшами и без.

В комнате мальчика можно использовать старую географическую карту. Они есть на плотной бумаге. Если бумага недостаточно плотная, сначала надо наклеить карту на картон, а потом уже из такой заготовки клеить абажур.

Оригинальные плафоны получаются если готовый каркас оплести нитями или веревками. Веревки могут быть натуральными. В таком случае они серые, коричневые бежевые. Можно найти тонкие синтетические цветные шнуры. Из них получатся более «веселые» по цвету изделия. Еще проще дело обстоит с нитками для вязания. Они есть тонкие, толстые, фактурные, с плавно изменяющимся цветом. В общем, вариантов масса.

Берем каркас и по определенной схеме его оплетаем. Можно начать со стоек. Каждую стойку оплести косичкой (длина нитей должна быть раза в 3 больше высоты стойки). Когда эта работа окончена, начинаем протягивать нитки/веревки между стойками. Их надо будет пропускать через косички, так что с нитками удобнее это делать с помощью иголки, а веревки можно просунуть и так.

Второй вариант — сначала опутать горизонтально весь каркас, а потом оплести стойки. Косичка тут уже не получится, надо просто наклонными стежками с определенным наклоном закрепить витки на стойке. Этот вариант в исполнении несколько проще, но «косички» смотрятся более декоративно.

Самодельные плафоны без каркаса

Многие материалы достаточно жесткие для того, чтобы сохранять форму самостоятельно и, одновременно, они достаточно пластичные чтобы можно было сделать из них что-то интересное. Таких самодельных абажуров ну очень много. И практически все они стоят вашего внимания. Приведем тут только часть, другая часть пойдет в разделе с фото (см. ниже).

Из вязанных кружевных салфеток

Вязанные крючком салфетки есть у многих и лежат они в «загашниках», так как и выбросить жалко, и использовать не знают как. Есть очень интересная идея — сделать из них абажур для люстры на подвесе. Кроме салфеток нужен будет большой воздушный шар или надувной мяч, клей для тяжелых обоев (виниловые, шелкография и т.п.), кисть.

Замачиваем клей согласно инструкции, ждем пока набухнет. Надуваем шар или берем мяч, подвешиваем. Когда клей готов, на какой-то чистой поверхности раскладываем салфетку, промазываем ее клеем, выкладываем на шар.

Выкладывать надо с таким условием, что в центре останется отверстие под патрон. Одну за одной приклеиваем салфетки. Их выкладывать надо так, чтобы края немного перекрывались. Когда все салфетки уложены, еще раз промазываем их клеем и оставляем до высыхания. Когда клей высох, сдуваем мяч или шар (шар можно проколоть, если не жалко) и вынимаем его через отверстие. Вот и все, кружевной абажур готов.

В некоторых случаях возникают проблемы с тем, как готовый абажур подвесить на патрон. Решается проблема просто — берете прозрачную пластиковую бутылку, отрезаете у нее горлышко, при необходимости, расширяете отверстие до нужных размеров (чтобы плотно надевалось на патрон), потом отрезаете пластик так, чтобы получилось кольцо шириной в 5-7 см. Это кольцо промазываете клеем ПВА, и изнутри шара подклеиваете к абажуру.

Круглые плафоны из ниток

Практически по той же технологии можно изготовить круглые и полукруглые стильные плафоны. Выбираете нитки подходящего цвета. Состав их абсолютно неважен — важен цвет, толщина и фактура. Они могут быть мохнатыми, гладкими, кручеными, потоньше и потолще. От этого зависит внешний вид. Удобнее всего работать с хлопковыми нитками средней толщины. Они хорошо впитывают клей и затем, после высыхания, отлично держат форму.

Еще нужен будет мяч или шар. Это будет основа абажура, которая задает форму. Размеры основы подбираете по желанию. Нитки надо будет склеивать, для этого понадобится клей ПВА. Его переливают в емкость, разводят водой в пропорции 1:1.

Можно использовать и другой клей. Важно чтобы он после высыхания становился прозрачным. Это WB-29 фирмы TYTAN Professional и клей D2 для столярных работ. Если будете использовать какой-то из этих типов клея, прочтите инструкцию.

На мяче или шаре нарисуем окружность, которая по размерам будет чуть меньше чем патрон лампы. С противоположной стороны нарисуем окружность побольше — это будет нижний край плафона. Теперь все готово, можем приступать.

Промазываем нити клеем и наматываем их на мяч в хаотичном порядке. Удобнее это делать если клей налит в емкость — туда можно опустить весь моток, и просто тянуть потихоньку нитку. С клеем в тубе все не настолько комфортно: приходится промазывать участки длиной до метра, намотать, промазать снова. Времени уходит намного дольше. Это если использовать не ПВА. Но зато изделия получаются более жесткими и не провисают, не меняют форму со временем, как это может случиться с нитяными абажурами на ПВА.

При наматывании ниток на шар, старательно обходим нарисованные окружности. Если случайно залезли на «запретную территорию», просто подвигаем нитки, формируя ровный (более-менее ровный) край. Когда нитки закончатся или вы решите, что плотности достаточно, процесс можно останавливать. Край нити заправляем между другими. Все. Дальше мяч с намотанными нитками еще раз промазываем клеем (ПВА можно полить) и оставляем до просушки (минимум на 2 суток). Чтобы мяч не катался, находим миску или кастрюлю и используем ее как подставку.

Последний этап — сдуваем мяч или шар. Если мяч имеет ниппель, нажимаем на него тонкой проволочкой, выпуская воздух. Спущенный мяч вынимаем. На этом все, можно продевать внутрь лампу и испытывать абажур.

Технология та же, но внешний вид очень отличается…

По описанной выше технологии можно делать не только круглые плафоны. Прямоугольные, треугольные, трапециевидные. Выбираете основу, которую легко удалить, наматываете смоченные в клее нитки, тесьму, даже палки, газетные трубочки и т.д. После высыхания удаляете основу и вот, вы сделали абажур своими руками. Пару примеров в фото ниже.

А еще можно использовать палочки…. Только мяч тоже обмотайте пищевой пленкой и используйте не клей ПВА, а прозрачный столярный

Это пастообразная полимерная глина в тюбике, которую нанесли на пакет из-под молока, затем высушили и пакет удалили…

Креативные самодельные плафоны для ламп, торшеров и люстр

Просто диву даешься, из чего только люди не делают красивые и необычные вещи. Плафон из чашки, терки, бутылки, пивной или стеклянной банки, металлических деталей и колец от пивных банок… Кажется, все можно использовать…

Абажур из старого сита… стильно

Подсвечники превращаются в лампы… можно без абажуров

В жизни не скажешь, но эти плафоны сделаны из крючков, которыми открывают металлические банки для напитков и консервы… если их покрасить, будет еще интереснее

Не знаете что делать с хрусталем бабушки? Сделайте из него плафоны…

Запуск — Как работают люминесцентные лампы

Классическая конструкция люминесцентных ламп, которая в основном отошла на второй план, использовала специальный пусковой механизм для включения лампы. Вы можете увидеть, как эта система работает на диаграмме ниже.

При первом включении лампы путь наименьшего сопротивления проходит через обходную цепь и через выключатель стартера . В этой цепи ток проходит через электроды на обоих концах трубки. Эти электроды представляют собой простые нити накала , такие же, как в лампе накаливания.Когда ток проходит через обходную цепь, электричество нагревает нити накала. Это выпаривает электроны с поверхности металла, направляя их в газовую трубку, ионизируя газ.

В то же время электрический ток запускает интересную последовательность событий в переключателе стартера. Обычный пусковой выключатель представляет собой небольшую газоразрядную лампу, содержащую неон или какой-либо другой газ. Лампа имеет два электрода, расположенных рядом друг с другом. Когда электричество сначала проходит через байпасную цепь, электрическая дуга (по сути, поток заряженных частиц) прыгает между этими электродами, чтобы установить соединение.Эта дуга зажигает лампочку так же, как большая дуга зажигает люминесцентную лампу.

Один из электродов представляет собой биметаллическую полоску , которая изгибается при нагревании. Небольшое количество тепла от зажженной лампочки изгибает биметаллическую полосу, так что она входит в контакт с другим электродом. Когда два электрода соприкасаются друг с другом, току больше не нужно прыгать дугой. Следовательно, через газ не протекают заряженные частицы, и свет гаснет. Без тепла света биметаллическая полоса остывает, отгибаясь от другого электрода.Это открывает цепь.

К тому времени, когда это произойдет, нити уже ионизируют газ в люминесцентной лампе, создав электропроводящую среду. Трубке просто нужен скачок напряжения на электродах, чтобы образовалась электрическая дуга. Этот толчок обеспечивается балластом лампы , специальным трансформатором, включенным в цепь.

Когда ток протекает через обходную цепь, он создает магнитное поле в части балласта.Это магнитное поле поддерживается протекающим током. При размыкании пускового выключателя ток кратковременно отключается от балласта. Магнитное поле разрушается, что создает внезапный скачок тока — балласт высвобождает накопленную энергию.

Этот всплеск тока помогает создать начальное напряжение, необходимое для образования электрической дуги в газе. Вместо того, чтобы течь через байпасную цепь и перескакивать через зазор в выключателе стартера, электрический ток течет по трубке.Свободные электроны сталкиваются с атомами, выбивая другие электроны, что создает ионы. В результате получается плазма , газ, состоящий в основном из ионов и свободных электронов, свободно движущихся. Это создает путь для электрического тока.

Воздействие летящих электронов сохраняет тепло двух нитей, поэтому они продолжают испускать новые электроны в плазму. Пока есть переменный ток и нити накала не изношены, ток будет продолжать течь через трубку.

Проблема с такими лампами в том, что они загораются за несколько секунд.В наши дни большинство люминесцентных ламп рассчитаны на почти мгновенное загорание. В следующем разделе мы увидим, как работают эти современные конструкции.

Типовая схема балласта компактной лампы-вспышки [10,15] Компактная люминесцентная лампа.

..

Контекст 1

… представляют собой два типа балласта для КЛЛ: магнитный и электронный балласт, используемые на практике (например, рисунок 1). Эти типы схем применяются в компактных люминесцентных лампах из-за следующих преимуществ: возможность регулировки яркости лампы и уменьшение мерцания, звукового шума и веса [2]….

Контекст 2

… следствие типичного балласта КЛЛ соответствует резонансному контуру [7]. Примерная блок-схема типичной схемы балласта КЛЛ представлена ​​на рисунке 1. …

Контекст 3

… ВЧ преобразователь может быть построен также с использованием ИС адаптивного контроллера балласта. Примерная конструкция представлена ​​на рисунке 2. [5,7,10,12] В отличие от принципиальной схемы, представленной на рисунке 1, схема балласта на рисунке 2 содержит микросхему управления (International Rectifier’s 2520D).Это дает следующие преимущества: высокий коэффициент амплитуды тока, коммутация с ненулевым напряжением, защита от обрыва нити накала и отсутствие удара. …

Контекст 4

… Величина гармонического напряжения для источника питания указана в таблице 2. Коэффициент нелинейных искажений для измеренного напряжения питания составляет 2,44%. Тогда как амплитуды гармоник тока и фазовые углы для измеренных CFL_05 приведены в таблице 3 и графически представлены на рисунке 10. Только для CLF_05 и CLF_07 результаты измерений наиболее разнятся, что может быть вызвано e.грамм. низким качеством схемы, примененной в КЛЛ. …

Контекст 5

… модель КЛЛ разработана на основе реальной принципиальной схемы КЛЛ с рисунка 1. Для этого в программе EMTP/ATP выполнена эквивалентная принципиальная схема КЛЛ и представлена ​​на рис. 11. Принципиальная схема, разработанная в программе EMTP/ATP, аналогично принципиальной схеме, представленной на рис. 1, также содержит фильтр подавления гармоник (индуктивность L1 и емкость C1), диодный мост (диоды: D1, D2, D3, D4), сглаживающий конденсатор. (C2), DC/AC преобразователь (диоды: D5, D6, резисторы: R1, R2, переключатели S1, S2, генераторы: G1, G2, ВЧ трансформатор T1) и эквивалентное сопротивление R_eq, представленное трубкой. …

Контекст 6

… для этого эквивалентная принципиальная схема КЛЛ была выполнена в программе EMTP/ATP и представлена ​​на рисунке 11. Аналогично принципиальной схеме, представленной на рисунке 1, принципиальная схема разработана в EMTP. Программа /ATP также содержит фильтр гармоник (индуктивность L1 и емкость C1), диодный мост (диоды: D1, D2, D3, D4), сглаживающий конденсатор (C2), DC/AC преобразователь (диоды: D5, D6, резисторы: R1, R2, переключатели S1, S2, генераторы: G1, G2, ВЧ трансформатор Т1) и эквивалентное сопротивление R_eq представлены лампой.В каскаде постоянного/переменного тока диоды D5 и D6 запираются переключателями S1 и S2, которые управляются генераторами G1 и G2 на частоте 35 кГц. …

Context 7

… осциллограммы разработанных КЛЛ в программе EMTP/ATP показаны на рис. 12. рис. 10). …

Context 8

… осциллограммы разработанных КЛЛ в программе EMTP/ATP показаны на рис. 12. рис. 10). При этом значение коэффициента THD, рассчитанное по формуле (1) Как видно из рисунка 13, содержание гармоник в токе тестируемых КЛЛ очень сильно деформируется….

Context 9

… осциллограммы разработанных КЛЛ в программе EMTP/ATP показаны на рис. 12. рис. 10). При этом значение коэффициента THD, рассчитанное по формуле (1) Как видно из рисунка 13, содержание гармоник в токе тестируемых КЛЛ очень сильно деформируется. Значение коэффициента THD, рассчитанное по формуле (1), в этом случае равно 113,48%. …

Context 10

… для исследования разработанной модели КЛЛ в программе EMTP/ATP измеренные и рассчитанные формы сигналов КЛЛ представлены на одном рисунке.Это показано на рисунке 14. Как показано на рисунке 14, оба сигнала очень похожи по форме. …

Люминесцентные лампы – обзор

7.6.3 Сравнение с люминесцентными лампами

В случае светодиодных «ламповых» ламп по сравнению с люминесцентными лампами T8 (или T5) уравнение сложнее, но улучшается. В начале 2013 г. были сообщения о лампах >100 лм/Вт (например, светодиодные лампы Green Ray, www.greenrayled.com), однако замена ламп по-прежнему не рекомендуется, поскольку светильники разработаны с учетом люминесцентных ламп и не являются оптимальными. для светодиодных (направленных).Хотя светодиодные чипы достигли эффективности >200 лм/Вт, эти диоды еще не производятся в промышленных масштабах, и светодиодная трубка будет иметь все компоненты, упомянутые в предыдущих разделах, а «неэффективность» этих компонентов снизит общую эффективность светильника. (в данном случае приспособлением является светодиодная трубка). Светодиодные трубки совершенствуются [19], и ожидается, что в течение ближайших двух лет или около того их можно будет заменить. Сегодня есть много предприятий, которые решили провести модернизацию светодиодных трубок и довольны результатами.С сегодняшними светодиодными трубками экономия оптимистично находится в диапазоне 20%, а при довольно большой разнице в цене окупаемость дольше приемлемой (если не доступны привлекательные местные стимулы). Кроме того, срок службы люминесцентных ламп хорошего качества может достигать 30 000 часов.

Несмотря на то, что предприятия, испытывающие нехватку денежных средств, всегда будут отдавать предпочтение замене ламп, лучший способ заменить люминесцентные трофферы (прямоугольные встраиваемые люминесцентные светильники) на светодиоды — заменить весь светильник на светодиодный.Это в основном связано с тем, что светильники с призматическими линзами и параболическими линзами оптимально разработаны для люминесцентных ламп и формируют рисунок света светильника в соответствии со световым рисунком от ламп, который является всенаправленным. Светодиоды являются однонаправленными (как объяснялось в предыдущих разделах), поэтому эти люминесцентные светильники плохо работают со светодиодами. Сменные светодиодные светильники размером 2 фута х 4 фута (60 см х 120 см) или 2 фута х 2 фута (60 см х 60 см), которые вписываются в потолочную плитку, имеют отличные характеристики (например, 100 лм/Вт от Cree [20]), эстетически приятны, имеют индекс цветопередачи 92 (которые отлично подходят для замены в розничной торговле), легко контролируются (регулируются яркостью и оснащены датчиками) и превосходят по производительности типичные флуоресцентные троферы. Дополнительную экономию часто можно получить за счет использования элементов управления, встроенных в светодиодные светильники, что сложнее для флуоресцентных ламп. Экономическое уравнение остается немного сложным для проектов чистой модернизации, если кто-то хочет заменить приспособление, но для новых или ремонтных проектов окупаемость может составлять < 3 лет по сравнению с эквивалентным приспособлением T8.

Одной из основных экологических причин, по которой некоторые потребители могут отказаться от люминесцентных ламп (КЛЛ или ламп), является то, что эти лампы содержат ртуть, и хотя переработка приветствуется, к сожалению, она не так распространена, как хотелось бы.Вместо этого использование светодиодов устраняет эту проблему.

Еще одно замечание по поводу ламп: применение, в котором замена светодиодов T8 оказалась чрезвычайно успешной, — это холодильники (в продуктовых магазинах) и холодильные склады, где из-за низких температур достигается существенная экономия. Проникновение светодиодных «палочек-холодильников», как их называют, в США составляет почти 100%. Если вы зайдете в Walmart, Target, Walgreens, Whole Foods и многие другие крупные сети, вы увидите только светодиоды в их холодильниках.В Великобритании Tesco также оснастила все свои холодильники светодиодами.

Хотя это не является предметом рассмотрения в этой главе, я хотел бы кратко остановиться на металлогалогенных заменителях, поскольку они становятся все более распространенными. Уличные фонари, прожекторы и настенные светильники, в которых используются металлогалогенные лампы, составляют серьезную конкуренцию светодиодным светильникам. В этом случае заменой редко (если вообще когда-либо) является светодиодная лампа, поскольку мощность, необходимая для светодиодных ламп, высока (> 30 Вт для прожекторов и> 100 Вт для уличных фонарей), а радиатор должен быть хорошо спроектирован и должен получить достаточную циркуляцию воздуха, вместо этого это светодиодный светильник.Есть некоторые светодиодные светильники, которые могут вписаться в существующий светильник MH (металлогалогенный) (например, головка кобры), но только некоторые из них хорошо спроектированы. Как правило, экономия составляет 50%. Несколько городов по всему миру проводят крупные испытания светодиодного уличного освещения, чтобы определить, какие типы являются оптимальными, включая Лондон, Лос-Анджелес, Сан-Диего, Роли, Нью-Йорк и несколько крупных городов Китая. Самые большие проблемы возникают в местах с очень высокими температурами, таких как регион Ближневосточного залива или Аризона и Невада в США.В этих регионах ночные температуры могут оставаться довольно высокими, поэтому износ светодиодных светильников, вероятно, будет более быстрым, поэтому необходимо выбирать соответствующие светильники. Абу-Даби в ОАЭ (Объединенные Арабские Эмираты) планирует заменить свои традиционные уличные фонари на светодиодные светильники и туннельные светильники после проведения 18-месячных испытаний, которые дали очень удовлетворительные результаты.

Основная мысль, которую следует понять из этой главы, заключается в том, что существует множество модифицированных светодиодов и светильников, которые являются отличной заменой для существующих галогенных ламп/ламп накаливания, а также других технологий, но, как указано в ссылке [19] и ранее в этой Глава, покупатель, будьте осторожны! Убедитесь, что для светильника доступны данные LM-79, а также данные о сроке службы, если это возможно, этикетка с данными об освещении или рейтинг Energy Star (если нет, другой хороший пример — Design Lights Consortium).

Принцип работы люминесцентных ламп

Принцип работы люминесцентных ламп

© 2007 Род Эллиотт (ESP)

Основной индекс
Лампы и индекс энергопотребления

Содержимое

1 Введение

В статье «Традиционные люминесцентные лампы и их альтернативы» работа люминесцентных ламп рассматривается довольно просто, но здесь мы рассмотрим лампы, их балласты (как «традиционные» магнитные, так и электронные) и немного углубимся в их внутреннее устройство. работы.Используются альтернативные схемы балласта (например, схема «опережающий/запаздывающий»), и это показано в предыдущей статье. Здесь это не рассматривается, потому что речь идет о том, как они работают, а не о том, как подключаются фитинги.

Принцип работы люминесцентной лампы сильно отличается от простой лампы накаливания, и в современных люминесцентных лампах (особенно в компактных люминесцентных лампах или КЛЛ) используются электронные балласты для регулирования напряжения на лампе и тока через нее. При первом запуске необходимо обеспечить значительно более высокое напряжение, чем обычно, чтобы вызвать зажигание внутренней дуги, а после запуска ток должен быть ограничен до безопасного значения для трубки.

В этой статье показаны некоторые способы достижения этих целей, начиная с базового индуктивного балласта, который в течение многих лет был основой производства люминесцентных ламп.

Обратите внимание, что показанные здесь осциллограммы представляют собой комбинацию моделирования и реальных измерений.При необходимости смоделированные сигналы корректируются для соответствия измеренным. Причина такого подхода проста… симулятор не может представлять нагрузку с отрицательным импедансом с соответствующими ударными напряжениями и другими характеристиками, присущими люминесцентной лампе. Точно так же очень сложно (и потенциально смертельно опасно) попытаться зафиксировать все напряжения и токи, которые существуют в реальных цепях люминесцентных ламп.

Несмотря на то, что выбранный подход вносит некоторые незначительные ошибки в показанные формы сигналов, они относительно незначительны, и конечный результат находится в пределах любых традиционных производственных допусков для балластов, ламп и других компонентов.

2 Индуктивный балласт

Для объяснения индуктивного балласта я использовал старую «компактную» люминесцентную лампу, которая идеально подходит для тестирования. Хотя он все еще работает, светоотдача несколько ниже, чем должна быть, но это лишь немного меняет некоторые измеренные значения. Принципы не меняются вообще.

Сама лампа имеет следующие характеристики…

Диаметр трубки	11,3 мм (нестандартная)
Длина	533 мм (21″)
Сопротивление нити (холодная) 8 8								8 Ом
Устойчивость к нити		23 Ом
Балластное сопротивление	105 Ом	105 Ом
40119	2.11 H
STARTER	обычные Neon
стартовый конденсатор	1,2 нФ

Диаметр люминесцентных ламп обычно обозначается как T8 (например). Это означает, что диаметр равен 8 x 1/8 дюйма, что равно 1 дюйму (25.4 мм). Ранние лампы были T12 (диаметр 1½ дюйма или 38 мм), но они были уменьшены в размере до T8, когда были введены (тогда) «новые» высокоэффективные типы. но их замена была 36 Вт, а светоотдача была улучшена. Последнее воплощение — T5 (диаметр 16 мм), в котором используется меньшее расстояние между контактами и другое крепление надгробия.  Они также короче (1163 мм) и не подходят для стандартного светильника. предназначен для более ранних ламп.

В случае с моим тестовым образцом диаметр трубки намного меньше обычного, потому что лампа обозначена как компактная, поэтому она складывается для уменьшения общей длины.Сопротивление нити упоминается, потому что оно будет упоминаться далее в этой статье. Схема показана ниже и традиционна во всех отношениях.

Рис. 1. Схема люминесцентной лампы

Катушка индуктивности является балластом и на самом деле является гораздо более важным компонентом, чем может показаться. Он не только ограничивает максимальный ток трубки, но и используется для генерации импульсов высокого напряжения, необходимых для запуска плазменной дуги внутри трубки. Сама трубка люминесцентной лампы имеет нагреватель на каждом конце, небольшое количество ртути и инертный газ (обычно аргон).Стенка трубки покрыта люминофором, излучающим видимый свет при возбуждении интенсивным коротковолновым ультрафиолетовым светом, излучаемым ртутным дуговым разрядом. Дополнительный конденсатор (C2) предназначен для коррекции коэффициента мощности — подробнее об этом позже.

Маленькая лампочка — стартер. Биметаллическая полоса запечатана в стеклянную оболочку, внутри которой находится (обычно) неон. При подаче питания напряжения более чем достаточно, чтобы вызвать дугу в неоновом стартере, но недостаточно, чтобы вызвать дугу в самой лампе.Тепло от неоновой дуги заставляет биметаллическую полосу изгибаться до замыкания контактов. Затем дуга в неоновом пускателе останавливается, и сеть подключается через балласт и нити накала на каждом конце трубки через выключатель стартера.

Когда в пускателе нет дуги (или свечения), биметаллическая пластина остывает, и примерно через секунду выключатель размыкается. Прерывание тока через индуктор вызывает «обратный ход» напряжения — импульс высокого напряжения, который (будем надеяться) зажжет дугу в трубке.Если дуга не загорится с первого раза, процесс повторяется до тех пор, пока не загорится. Вот почему стандартные люминесцентные лампы мигают несколько раз при включении. Нити накала представляют собой нагреватели, которые действуют как катоды (излучатели электронов) и необходимы для обеспечения достаточного количества тепла для испарения ртути и для получения хорошего потока электронов для возбуждения плазмы. Когда лампа работает нормально, потока электронов достаточно, чтобы поддерживать нити накала при приемлемой рабочей температуре. Обе нити действуют как катоды и аноды попеременно, потому что полярность меняется 50 (или 60) раз в секунду.

У плазмы есть интересная характеристика… отрицательное сопротивление! Как только возникает дуга, более высокий рабочий ток вызывает падение сопротивления, и на трубке появляется меньшее напряжение. Если бы это продолжалось, трубка очень быстро разрушилась бы. Балласт предотвращает это, потому что он вводит последовательное сопротивление для ограничения тока. Сопротивление не сработает, потому что оно слишком расточительно и не обеспечивает запаса энергии для создания всплеска обратного напряжения для повторного зажигания дуги при каждом изменении полярности.

Рис. 2. Рабочие сигналы

На рис. 2 видно, что когда ток трубки (зеленая кривая) максимален, напряжение (красная кривая) на трубке минимально. Вы можете увидеть эффект сразу после каждого скачка напряжения. С ростом тока напряжение падает (для этой лампы минимальное значение составляло ±126 В). Всплеск в точке пересечения нуля формы волны тока генерируется балластом, и именно он повторно зажигает дугу для каждого полупериода приложенной сети.На рис. 3 показано напряжение на балласте — быстрые переходы соответствуют выбросам, подаваемым на лампу, и происходят вблизи пика напряжения, где ток прерывается при переходе через ноль.

Рис. 3. Напряжение и ток через балласт

Форма сигнала напряжения на балласте представляет собой разницу между приложенным сетевым напряжением и напряжением на трубе. Для работы на 120 В напряжение, очевидно, меньше, но лампе по-прежнему требуется где-то между 300-400 В для зажигания (или повторного зажигания) дуги, поэтому балласт должен быть в состоянии компенсировать разницу с импульсом обратного хода при каждом нуле. — пересечение тока.У меня нет люминесцентной лампы на 120 В или балласта, поэтому я не могу предоставить полную информацию. То, что люминесцентные лампы вообще работают при напряжении 120 В, несколько примечательно, но легко понять, почему электронные балласты так популярны в США. Многие балласты для стран с напряжением 120 В используют «балласт» автотрансформатора, который увеличивает доступное напряжение и действует как ограничитель тока.

3  Системные потери

В системе есть несколько потерь, одна из главных причин которых — балласт. Балласт, использованный для моих тестов, имеет сопротивление постоянному току 105 Ом, поэтому теряется почти 7 Вт. На самом деле потери выше, потому что стальные пластины очень быстро нагреваются, поэтому «потери в железе» значительны. Это можно уменьшить только за счет использования более качественной стали и более тонких пластин. И то, и другое значительно увеличит стоимость.

Каждая нить имеет сопротивление в горячем состоянии 23 Ом, и при работе лампы на каждой нити присутствует напряжение почти 6 В. Помните, что при работе конец нити накала, идущий к пускателю, отсоединен (за исключением очень маленькой емкости на пускателе).Измеряемое напряжение представляет собой градиент, вызванный током плазмы, и каждая нить рассеивает около 1,5 Вт (всего 3 Вт). Только на эти компоненты люминесцентная лампа теряет 10 Вт приложенной мощности в виде тепла (7 Вт на балласт, 3 Вт на нити накала).

Несмотря на то, что отходы балласта можно уменьшить с помощью более качественной лампы, потери накала необходимы для работы лампы. Это относится ко всем люминесцентным лампам, кроме специализированных типов с холодным катодом, но для них требуется такой же специализированный электронный балласт.CCFL (люминесцентные лампы с холодным катодом) чаще всего встречаются в ЖК-мониторах и телевизорах, но теперь в новых моделях их заменяют светодиодами.

Есть еще одна потеря, которую пользователь не видит и даже не оплачивает. Эти потери являются результатом низкого коэффициента мощности люминесцентных ламп и вызваны преимущественно индуктивной нагрузкой. Индуктивная нагрузка вызывает отстающий коэффициент мощности, когда максимальный ток возникает после максимального напряжения. Вы также можете рассматривать это как точку, в которой нагрузка (лампа и катушка индуктивности) фактически возвращает некоторую мощность в источник питания.Для поставщика электроэнергии это означает, что трансформаторы, кабели и генераторы переменного тока должны выдерживать больший ток, чем должно быть. Это становится очень дорогостоящим, когда большое количество нагрузок имеет низкий коэффициент мощности.

Рис. 4. Зависимость напряжения от напряжения. Текущий, неисправленный и исправленный

На рис. 4 видно, что нескорректированная форма кривой тока имеет видимое искажение вблизи точки пересечения нуля. Как вы также можете видеть, среднеквадратичное значение тока также значительно выше, чем указано в номинальной мощности.Реактивные нагрузки имеют разную мощность и номинальные значения ВА, но для резистивной (или нереактивной) нагрузки они одинаковы.

В этом случае ток без C2 составляет 256 мА, а с добавлением C2 падает до 162 мА. При приложенном напряжении 240В это означает, что…

некомпенсирован	Total Power = 38W
	VA = 61,4	Коэффициент мощности = 0,62
Компенсация	Общая мощность = 38 Вт
	Va = 38.9	Коэффициент мощности = 0,97

Коэффициент мощности можно рассчитать с помощью фазовой задержки или путем деления фактической мощности на ВА (Вольты * Амперы). Для фазового угла ток отстает от напряжения на 57,4 °, а коэффициент мощности рассчитывается путем взятия косинуса фазового угла — в этом случае 0,53. Цифры разные, потому что текущая форма волны не является чистой синусоидой — она ​​имеет искажения. Добавление конденсатора сдвигает фазу искажения, поэтому скомпенсированная форма волны тока приобретает плоскую вершину (что-то вроде ограничения усилителя).Несмотря на то, что это приводит к появлению гармоник в сети, их влияние далеко не так сильно, как в некомпенсированной цепи, о чем свидетельствует скорректированный коэффициент мощности. Добавление конденсатора правильного номинала к чисто индуктивной цепи (без искажения формы волны) даст коэффициент мощности, равный единице — идеал.

Обратите внимание, что использование косинуса фазового угла ( CosΦ ) является сокращением, и можно использовать только , когда оба напряжение и ток — синусоиды.Он вообще не работает для сильно искаженных сигналов, таких как сигналы, создаваемые электронными нагрузками, и дает неправильный результат. ответ для индуктивных нагрузок, которые включают искажение (например, люминесцентные лампы). Вы всегда получите правильный ответ, если поделите реальную мощность на ВА.

Доступны также балласты для быстрого пуска и безстартерные балласты. Они выходят за рамки данной статьи, целью которой является описание основных принципов, а не подробное описание каждого доступного балласта люминесцентного освещения.

4 Электронные балласты

Электронные балласты становятся все более распространенными, потому что их можно сделать более эффективными, чем обычные магнитные балласты, и для них требуется гораздо меньше материала. Это делает их дешевле (изготовить, но не обязательно покупать), чем люминесцентные лампы, использующие обычный балласт. В частности, в компактных люминесцентных лампах (КЛЛ) теперь используется электронный балласт, который обычно поставляется с самой лампой. Хотя это удобно, это ужасная трата ресурсов из-за того, что все электронные детали просто выбрасываются, когда лампа выходит из строя. Лампы T5 в настоящее время становятся стандартом для люминесцентного освещения, и для максимального срока службы обязателен электронный балласт.

В некоторой степени повышение эффективности по сравнению с магнитным балластом может быть иллюзией — по крайней мере частично. Поскольку они намного легче, существует реальная и определенная экономия транспортных расходов, но магнитные балласты можно сделать такими же эффективными, как электронные версии, а может быть, даже более эффективными. Как бы то ни было, переход на электронные балласты сейчас не остановить, и по мере снижения цены использование будет продолжать расти.У электронных балластов есть и другие преимущества, о которых мы поговорим позже.

Ниже показана (более или менее) типичная принципиальная схема электронного балласта, используемого в КЛЛ. Те, которые используются для обычных люминесцентных ламп, будут очень похожи, но обычно будут использовать модернизированные компоненты. В то время как электроника в CFL может работать только 15 000 часов, ожидается, что фиксированный электронный балласт прослужит, возможно, 100 000 часов или более (более 10 лет непрерывной работы). На самом деле электронный балласт должен работать столько же, сколько и его магнитный аналог, поэтому 40-летний срок службы не так глуп, как может показаться.

Рис. 5. Схема электронного балласта [2]

Схема на рис. 5 представляет собой несколько упрощенную версию схемы, показанной в техническом описании Infineon. Он полностью корректирует коэффициент мощности и имеет защиту для обнаружения неисправных (или отсутствующих) ламп. Характерным видом отказа люминесцентных ламп является «выпрямление», когда одна нить накала (катод) становится значительно слабее другой.Если его не обнаружить, смещение постоянного тока приведет к выходу из строя коммутационных устройств, что сделает балласт бесполезным (крайне маловероятно, что кто-то будет чинить их, когда они сломаются).

Электронный балласт имеет некоторые преимущества перед магнитной версией. Поскольку дуга полностью гаснет примерно через 1 мс, при использовании более высокой частоты, чем сеть 50 или 60 Гц, дуга останется. Его не нужно наносить повторно, он просто меняет направление [1]. Кроме того, светоотдача увеличивается примерно на 10% выше 20 кГц, поэтому улучшается светоотдача.

Пока все эти электронные балласты не будут скорректированы по коэффициенту мощности, они будут вызывать проблемы с распределением. К сожалению, во многих странах для маломощных (обычно менее 75 Вт) приборов не требуется коррекция коэффициента мощности, но, учитывая распространение КЛЛ и электронных балластов в обычных люминесцентных лампах, это придется изменить. Так как освещение используется в каждом домашнем хозяйстве, проблемы с нескорректированным коэффициентом мощности выйдут из-под контроля, если что-то не сделать.

В отличие от магнитного (индуктивного) балласта, в электронном балласте нельзя скорректировать коэффициент мощности, просто добавив конденсатор. Как видно на приведенной выше диаграмме (хотя это может быть не сразу заметно), на выходе входного мостового выпрямителя имеется только очень маленький конденсатор емкостью 220 нФ. Первый МОП-транзистор работает как повышающий преобразователь и переключается прямо через каждый полупериод. Таким образом, среднеквадратический ток, потребляемый от сети, поддерживается в фазе с напряжением, а форма волны тока приблизительно синусоидальна.Это дает очень хороший коэффициент мощности — возможно лучше 0,9. Чтобы предотвратить попадание высокоскоростных коммутационных импульсов обратно в сеть, необходима тщательная фильтрация, на что указывает фильтр EMI (электромагнитных помех) на входе.

Несколько более простая схема используется для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), так как схема предназначена для выбрасывания. Лично я считаю это бессмысленным расточительством и надеюсь, что это не продолжится (или, по крайней мере, будет организована переработка, чтобы восстановить как можно больше).Достаточно типичный инвертор CFL показан ниже …

Рис. 6. Типовая схема электронного балласта CFL

Я говорю «достаточно типично», потому что реальные схемы сильно различаются. Доступны специальные микросхемы драйверов MOSFET, но в большинстве дешевых (бытовых) компактных люминесцентных ламп будет использоваться вариант вышеперечисленного. Обратите внимание, что резистор 0,47 Ом, показанный на входе, обычно является плавким резистором, и он используется в первую очередь как предохранитель. Почему бы не использовать настоящий предохранитель? Резисторы дешевле.Большинство деталей будут выбраны так, чтобы выдерживать назначенный срок службы лампы, поэтому лучшие методы проектирования обычно игнорируются, если можно ожидать, что деталь с более низким рейтингом (и более дешевая) прослужит около 10 000 часов.

Трансформатор (T1) обеспечивает обратную связь с транзисторами и генерирует базовый ток, необходимый для надежного переключения. Цикл инициируется ДИАК — двунаправленным устройством, имеющим резкий переход из непроводящего состояния в проводящее.Поскольку он имеет характеристику, очень похожую на устройство с отрицательным импедансом, он часто используется в диммерах, флуоресцентных балластах и ​​даже стробоскопах. Для получения дополнительной информации щелкните здесь, чтобы просмотреть руководство по DIAC.

Обратите внимание, что схемы, показанные выше, предназначены только для информации и не должны быть построены так, как показано. Некоторые компоненты требуют очень специфических номиналов, трансформаторы и катушки индуктивности имеют решающее значение. В схемах нет ничего изначально неправильного, просто им не хватает всей информации, необходимой для их построения.Речь идет о том, как эти вещи работают, а не о том, как их построить.

5 Коэффициент мощности

Коэффициент мощности не очень хорошо понимается большинством энтузиастов электроники, и это вполне понятно, потому что в общих схемах электроники он мало используется. Есть аспекты коэффициента мощности, которые даже не понимают многие инженеры, которые должны знать лучше. Когда создаются несинусоидальные токовые формы, даже многие инженеры делают двойной дубль, потому что они могут быть непривычны для работы с электронными нагрузками. Здесь я рассмотрю оба случая, а также намерен показать как пассивные, так и активные методы коррекции коэффициента мощности. В то время как пассивный PFC (коррекция коэффициента мощности) привлекателен своей простотой, на самом деле он оказывается более дорогим из-за необходимости в большой катушке индуктивности. Активный PFC кажется сложным (и это действительно так, если вам нужно его спроектировать), но после его разработки используются относительно дешевые компоненты.

В простейшем случае нагрузка является индуктивной. Это относится ко многим электрическим машинам, включая двигатели, трансформаторы и (конечно) балласты люминесцентного освещения (магнитные типы).Когда двигатель или трансформатор полностью загружены, они проявляются как резистивная нагрузка и имеют отличный коэффициент мощности. При малых нагрузках эта же часть оказывается индуктивной, и это приводит к отставанию тока от напряжения. Если нагрузка работает в этом режиме большую часть своего срока службы, необходимо применить коррекцию, чтобы вернуть коэффициент мощности как можно ближе к единице.

Коэффициент мощности резистивной нагрузки всегда единица — идеально. Каждый вольт и каждый ампер используется для выработки тепла.Типичными примерами являются электрические обогреватели, тостеры, чайники и лампы накаливания. Однако не все нагрузки являются резистивными, поэтому давайте рассмотрим типичный пример (упрощенный для простоты описания и понимания).

Электрическая машина обычно работает с половинной нагрузкой, но может потребоваться полная мощность при запуске или для работы с кратковременными нагрузками. Это может быть двигатель или трансформатор — две из наиболее распространенных электрических машин (люминесцентная лампа с магнитным балластом немного сложнее).В каждом случае индуктивная и резистивная составляющие нагрузки будут равны (при половинной мощности), а осциллограммы напряжения, тока и мощности выглядят так…

Рис. 7. Электрическая машина на половинной мощности

Как и ожидалось, при равенстве резистивной и индуктивной составляющих возникает фазовый сдвиг на 45°, при этом ток отстает от напряжения (отстающий коэффициент мощности). Приложенное напряжение 240В, резистивная часть нагрузки 120Ом, реактивное сопротивление индуктивности также 120Ом, мощность 240Вт.Мы, , должны потреблять 1 А от сети (240 В x 1 А = 240 Вт), но вместо этого потреблять 1,414 А. Дополнительный ток необходимо подавать, но он полностью теряется. Ну, это не совсем так — он возвращается в сеть питания. Однако, если многие нагрузки делают то же самое, то это просто рассеивается в виде тепла в трансформаторах, линиях электропередачи и генераторах электростанций. Очень немногие реальные нагрузки являются емкостными, поэтому в цепь добавляется конденсатор.

При фазовом сдвиге 45° коэффициент мощности равен 0.707, а от сети потребляем 1,42А вместо 1А. Чтобы восстановить ток, чтобы он был в фазе с напряжением, нам нужно добавить в цепь конденсатор. Конденсатор фактически является противоположностью индуктора и (сам по себе) создает опережающий коэффициент мощности — ток возникает раньше напряжения. Добавив в цепь конденсатор нужного номинала, можно восстановить коэффициент мощности до единицы, что приведет к значительному снижению тока, потребляемого от сети. Для этого примера 13 мкФ почти идеальна, но даже 10 мкФ уменьшит фазовый сдвиг до 14.2°, и это повышает коэффициент мощности до 0,96, что обычно считается максимально близким к идеальному.

Весь процесс несколько нелогичен. То, что нагрузка может потреблять больше тока, чем должно, достаточно легко понять, но то, что повторное потребление большего тока через конденсатор уменьшит ток сети, кажется, не имеет никакого смысла. Все дело в относительной фазе двух токов, и это действительно работает. Если бы это было не так, наша энергосистема была бы в ужасном состоянии.

Рис. 8. Люминесцентная лампа при нормальной работе

На приведенной выше несколько упрощенной диаграмме показаны формы напряжения и тока люминесцентной лампы. Упрощение заключается в том, что симуляторы не включают нелинейные нагрузки с отрицательным сопротивлением, но основной принцип (и результирующие формы сигналов) существенно не затрагиваются. Как видите, текущая форма волны слегка искажена, и это влияет на форму волны после применения компенсации. По сути, гармоники, генерируемые искажением, сдвинуты по фазе, поэтому окончательная форма волны тока выглядит как обрезанная синусоида.Правда, после компенсации коэффициент мощности очень хороший, 0,98 — отличный результат.

Без компенсации потребляемый ток составляет 276,5 мА (коэффициент мощности равен 0,57), а после компенсации он падает до 159,5 мА. Мощность в нагрузке (сама лампа) 29,8Вт, а резистивная составляющая балласта (R1) рассеивает 7,8Вт — это тратится в виде тепла. Все потери тепла снижают общую эффективность, но это неизбежно, потому что реальные компоненты имеют реальные потери.

Все становится намного хуже, когда используется нелинейная (электронная) нагрузка.На рис. 9 показана эквивалентная схема и осциллограммы — ток потребляется только на пике приложенного напряжения. Хотя этот ток находится в фазе с напряжением, коэффициент мощности ужасен, потому что форма волны тока совсем не похожа на синусоиду. Резкие пики тока имеют сравнительно высокое среднеквадратичное значение, но мощность, подаваемая и отдаваемая в нагрузку, значительно меньше.

Рис. 9. Кривые мощности электронной нагрузки

Скорректированный ток не показан по той простой причине, что для коррекции формы сигнала необходимы значительные дополнительные компоненты.В отличие от случая, когда ток нагрузки имеет синусоидальную форму (или близок к ней), простое добавление конденсатора ничего полезного не даст. Всплески тока таковы, что их можно удалить только с помощью фильтра, предназначенного только для пропуска частоты сети. Как показано, ток составляет 296 мА, но, как видно, пиковое значение составляет почти 2 А. Нагрузка рассеивает 28 Вт, но «полная мощность» (ВА) составляет 71,4 ВА. Это дает коэффициент мощности 0,39 — действительно очень плохой. Если вам интересно, куда исчезла разница в 1 Вт между источником и нагрузкой, которая теряется в диодах.

Добавив фильтр (пассивный PFC), состоящий из катушки индуктивности и пары конденсаторов, это можно улучшить, но требование относительно большой индуктивности значительно увеличивает вес и стоимость. Один Генри примерно такой же маленький, как вы можете использовать для номинальной мощности нагрузки, и хотя большее значение будет работать лучше, оно также будет снова больше, а также будет иметь более высокие потери. По этим причинам пассивная коррекция коэффициента мощности обычно не используется с импульсными источниками питания.

Рис. 10. Пассивная коррекция коэффициента мощности

При добавлении катушки индуктивности и конденсатора, как показано, коэффициент мощности существенно повышается.Форма волны тока по-прежнему не очень хороша, но намного лучше, чем схема без коррекции вообще. Среднеквадратичное значение тока снижено с 296 мА до 136 мА, что дает 32,6 ВА. Мощность нагрузки составляет 29 Вт, поэтому коэффициент мощности теперь равен 0,88, что гораздо более респектабельно. Как и на рисунке 9, считается, что электроника практически не имеет потерь. Излишне говорить, что это не так, но речь идет о PFC, а не о потерях в цепи.

Катушка индуктивности (L1) является относительно большим компонентом, и поэтому будет сравнительно дорогой. Для снижения стоимости и веса электронная схема PFC является лучшим предложением, и она также будет более эффективной. Меньшие потери мощности означают меньше потерь тепла и более холодную электронику.

Рис. 11. Цепь активной коррекции коэффициента мощности

Схема, показанная здесь, почти идентична схеме на рис. 5, но упрощена, чтобы ее было легче понять. Входящая сеть проходит через фильтр электромагнитных помех, состоящий из C1 и L1. Затем он идет на мостовой выпрямитель, но вместо большого электролитического конденсатора достаточно конденсатора 220 нФ (C2).Выход представляет собой пульсирующий постоянный ток и изменяется от почти нуля до полного пикового напряжения (340 В при среднеквадратичном напряжении питания 240 В). Затем он переходит к очень умному импульсному повышающему преобразователю — L2, Q1 и D5. Это повышает любое мгновенное напряжение, присутствующее на его входе, до пикового напряжения — в этом случае смоделированный преобразователь стабилизировался на уровне 446 В (несколько выше, чем обычно).

Время включения и выключения тщательно контролируется, чтобы поддерживать ток, пропорциональный входной форме волны переменного тока, поэтому рабочий цикл (коэффициент включения-выключения) постоянно изменяется для поддержания правильного повышенного напряжения и пропорционального тока.D6 включен, чтобы обеспечить быструю зарядку крышки основного фильтра (C3) от сети, а также обеспечивает дополнительную зарядку крышки. Это позволяет несколько упростить схему управления.

Выходное напряжение повышающего преобразователя (обычно) регулируется, но регулировка не обязательно должна быть замечательной, что опять же до некоторой степени упрощает схему. В схеме, показанной на рисунке 5, вы видите, что дроссель повышающего преобразователя (1,58 мГн) имеет вторичную обмотку. Это используется, чтобы сообщить контроллеру IC, когда был достигнут правильный ток.В упрощенной схеме, показанной на рис. 11, это не используется — период переключения фиксирован (схема была смоделирована, чтобы я мог получить форму волны тока, показанную ниже). Хотя эта упрощенная версия не так хороша, как «настоящая вещь», она работает довольно хорошо — по крайней мере, в симуляторе.

Рис. 12. Кривые активной коррекции коэффициента мощности

Как видите, текущая форма волны довольно искажена, но измеренная производительность симулятора весьма впечатляет, несмотря на его относительную простоту.При нагрузке 60Вт (ЭПРА и люминесцентная лампа) фактическая мощность сети составляет 61Вт (потери на диодах прежние), а при токе сети 266мА потребляет 64ВА. Таким образом, коэффициент мощности составляет 0,94 — действительно очень удовлетворительный результат. Это значительно лучше, чем пассивная схема PFC, и этого следовало ожидать. Весь анализ, который я видел, показывает, что активная схема PFC превосходит пассивную схему как с точки зрения общего КПД, так и с точки зрения коэффициента мощности. Катушки индуктивности малы (электрически и физически), а потери будут намного ниже, чем в любой пассивной схеме ККМ.

Если вам интересно, мощность лампы в два раза больше, чем в двух предыдущих примерах, потому что выходное напряжение повышающего преобразователя выше желаемого. Я очень не хотел тратить много времени, пытаясь сопоставить уровни мощности, и моя упрощенная версия не имеет правил. Обеспечить успешную симуляцию импульсного преобразователя оказалось сложной задачей, а симуляции занимают много времени из-за высокой частоты переключения.

В настоящее время довольно стандартно, что искажение формы сигнала указывается как THD (общее гармоническое искажение), которое в случае активной схемы PFC равно 11.7%. Делай из этого что хочешь.

6   Температура

Одной вещью, которая имеет решающее значение для правильной работы всех ртутных дуговых люминесцентных ламп, является температура. Существует относительно узкая полоса выше и ниже, где дуга уменьшается, что приводит к более низкому, чем ожидалось, световому потоку. Когда трубка холодная, в ней остается меньше паров ртути, поэтому дуга не может достичь полной мощности, поскольку молекул ртути недостаточно для поддержания разряда на желаемом уровне.

Когда температура слишком высока, давление пара увеличивается, увеличивая эффективное сопротивление дуги и снова уменьшая разрядный ток. Для большинства компактных ламп (и, возможно, для большинства стандартных люминесцентных ламп) трубка должна иметь температуру около 40°C для максимальной светоотдачи. При 0°C светоотдача составляет всего 40% — действительно очень тусклая лампа. Более высокие температуры не так критичны, но лампа, которая слишком сильно нагревается, все равно будет значительно падать.

Рис. 13. Световой поток в сравнении сТемпература

При приближении температуры к -38,83°C световой поток полностью прекращается. Это температура, при которой ртуть замерзает, поэтому пары ртути не могут поддерживать дугу и излучать УФ-излучение. Кроме того, по мере снижения температуры напряжение, необходимое для зажигания дуги, увеличивается, и при 0°C лампе потребуется примерно на 40 % больше напряжения для зажигания по сравнению с напряжением зажигания при нормальной температуре окружающей среды.

Во многих частях мира 0°C (или меньше) является нормальной температурой окружающей среды в течение многих месяцев в году, поэтому лампу будет труднее запустить, и она будет иметь низкую мощность, пока трубка немного не нагреется . В таких климатических условиях трубка должна быть закрыта для защиты от ветра, который может значительно снизить температуру и светоотдачу.

1

Закрытый крепеж *

Световой выход VS .Температура окружающей среды

*   Примечание. В закрытом светильнике температура выше температуры окружающей среды на +10 °C.

Как и все материалы по теме, существуют различия в способе подачи материала, и разные типы трубок могут существенно отличаться друг от друга. Цифры в основном согласуются с приведенным выше графиком, но небольшое примечание предполагает, что указанные температуры находятся в тепловом равновесии. Это может занять некоторое время, чтобы стабилизироваться, поэтому первоначальный световой поток при первом включении лампы будет одинаковым для открытых и закрытых светильников.Поскольку объем светильника по отношению к лампе не указан, будут большие различия, если корпус больше или меньше, чем (неуказанные) значения, используемые в таблице.

Ссылки

1. Электронный балласт для люминесцентных ламп, Учебный модуль для студентов – Цзинхай Чжоу, Политехнический институт и государственный университет Вирджинии
2. ICB1FL02G ИС интеллектуального управления балластом для балластов люминесцентных ламп, техническое описание, версия 1.2, февраль 2006 г., Infineon Technologies AG
3. Эксплуатация флуоресцентных систем при низких температурах (Sylvania)

Основной индекс
Указатель ламп и энергии

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторскими правами © 2007. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и авторское право © июнь 2007 г.

Световод: балласты люминесцентных ламп

Световод

Для работы всех газоразрядных ламп, включая люминесцентные, требуется балласт. Балласт обеспечивает высокое начальное напряжение для запуска разряда, а затем быстро ограничивает ток лампы для безопасного поддержания разряда. Производители ламп указывают электрические входные характеристики лампы (ток лампы, пусковое напряжение, пик-фактор тока и т. д.).), необходимые для достижения номинального срока службы лампы и характеристик светового потока. Точно так же Американский национальный институт стандартов (ANSI) публикует рекомендуемые технические характеристики входной мощности для всех ламп типа ANSI. Балласты предназначены для оптимальной работы уникального типа ламп; однако некоторые балласты адекватно работают с более чем одним типом ламп. В этих случаях оптимальные характеристики лампы, как правило, достигаются не во всех условиях. Менее оптимальные условия могут повлиять на пусковые характеристики лампы, светоотдачу и срок службы.

Тип цепи и режим работы

Люминесцентные балласты изготавливаются для трех основных типов люминесцентных ламп: с предварительным нагревом, быстрым запуском и мгновенным запуском.

Операция предварительного нагрева Электроды лампы нагреваются перед инициированием разряда. «Пусковой переключатель» замыкается, позволяя току течь через каждый электрод. Выключатель стартера быстро остывает, размыкая выключатель и вызывая подачу напряжения на дугогасительную трубку, инициируя разряд. Вспомогательное питание не подается на электроды во время работы.

Быстрый запуск Электроды лампы нагреваются до и во время работы. Балластные трансформаторы имеют две специальные вторичные обмотки для обеспечения необходимого низкого напряжения на электродах.

Работа с мгновенным запуском Электроды лампы не нагреваются перед работой. ПРА для ламп мгновенного включения предназначены для обеспечения относительно высокого пускового напряжения (по сравнению с лампами предварительного нагрева и быстрого включения) для инициирования разряда на ненагретых электродах.

Быстрый старт — наиболее популярный режим работы для 4-футовых 40-ваттных ламп и 8-футовых ламп высокой мощности. К преимуществам быстрого пуска относятся плавный пуск, длительный срок службы и возможность диммирования. Лампы мощностью менее 30 Вт обычно работают в режиме предварительного нагрева. Лампы, работающие в этом режиме, более эффективны, чем режим быстрого пуска, так как не требуется отдельного источника питания для непрерывного нагрева электродов. Однако эти лампы имеют тенденцию мерцать во время запуска и имеют более короткий срок службы.Восьмифутовые «тонкие» лампы работают в режиме мгновенного запуска. Мгновенный пуск более эффективен, чем быстрый пуск, но, как и в режиме предварительного прогрева, срок службы лампы короче. Лампа F32T8 высотой 4 фута мощностью 32 Вт представляет собой лампу быстрого пуска, обычно работающую в режиме мгновенного пуска с электронными высокочастотными балластами. В этом режиме работы эффективность лампы повышается с некоторым снижением срока службы лампы.

Энергоэффективность

Люминесцентные лампы достаточно эффективны при преобразовании входной мощности в свет.Тем не менее, большая часть энергии, подаваемой в систему люминесцентной лампы и балласта, производит ненужную тепловую энергию.

Существует три основных способа повышения эффективности системы люминесцентная лампа-балласт:

• Снижение потерь балласта
• Работа лампы (лампы) на высокой частоте
• Снижение потерь, связанных с электродами лампы

Новые, более энергоэффективные балласты, как магнитные, так и электронные, используют один или несколько из этих методов для повышения эффективности системы балласт-лампа, измеряемой в люменах на ватт. Потери в магнитных балластах были уменьшены за счет замены алюминиевых проводников медными и использования магнитных компонентов более высокого качества. Потери балласта также можно уменьшить, используя один балласт для питания трех или четырех ламп вместо одной или двух. Тщательная разработка схемы повышает эффективность электронных балластов. Кроме того, электронные балласты, которые преобразуют частоту питания 60 Гц в высокую частоту, обеспечивают более эффективную работу люминесцентных ламп, чем это возможно при частоте 60 Гц. Наконец, в схемах быстрого пуска некоторые магнитные балласты повышают эффективность за счет отключения питания электродов лампы после запуска.

Балластный коэффициент

Одним из наиболее важных параметров балласта для дизайнера/инженера по свету является коэффициент балласта. Коэффициент балласта необходим для определения светоотдачи конкретной системы лампа-балласт. Коэффициент балласта — это мера фактического светового потока конкретной системы лампа-балласт по отношению к номинальному световому потоку, измеренному с эталонным балластом в условиях испытаний ANSI (на открытом воздухе при температуре 25 градусов C [77 градусов F]). Балласт ANSI для стандартных 40-ваттных ламп F40T12 требует балластного коэффициента 0.95; тот же балласт имеет коэффициент балласта 0,87 для энергосберегающих ламп Ф40Т12 мощностью 34 Вт. Однако многие балласты доступны либо с высоким (в соответствии со спецификациями ANSI), либо с низким коэффициентом балласта (от 70 до 75%). Важно отметить, что значение балластного коэффициента является характеристикой не просто балласта, а системы лампа-балласт. Балласты, которые могут работать с более чем одним типом ламп (например, 40-ваттный балласт F40 может работать с 40-ваттными лампами F40T12, 34-ваттными F40T12 или 40-ваттными лампами F40T10), как правило, имеют разные балластные коэффициенты для каждой комбинации ( е.г., 95%, <95% и >95% соответственно).

Коэффициент балласта не является мерой энергоэффективности. Хотя более низкий коэффициент балласта снижает световой поток лампы, он также потребляет пропорционально меньше входной мощности. Таким образом, тщательный выбор системы лампы-балласта с определенным коэффициентом балласта позволяет проектировщикам лучше минимизировать потребление энергии путем «настройки» уровней освещения в помещении. Например, в новом строительстве, как правило, лучше всего использовать высокий коэффициент балласта, поскольку для удовлетворения требований к уровню освещенности потребуется меньшее количество светильников.При модернизации или в зонах с менее важными визуальными задачами, таких как проходы и коридоры, балласты с более низким коэффициентом балласта могут быть более подходящими.

Во избежание резкого сокращения срока службы ламп балласты с низким балластным коэффициентом (<70%) должны работать с лампами только в режиме быстрого пуска. Это особенно актуально для ламп F32T8 мощностью 32 Вт, работающих на высокой частоте.

Определение коэффициента балласта для комбинаций лампа-балласт может оказаться непростой задачей, поскольку немногие производители балластов предоставляют эту информацию в своих каталогах.Однако, если известна входная мощность для конкретной системы лампа-балласт (обычно указана в каталогах), возможна оценка коэффициента балласта.

Мерцание

Электромагнитные балласты предназначены для приведения входного напряжения 60 Гц в соответствие с электрическими требованиями ламп. Магнитный балласт изменяет напряжение, но не частоту. Таким образом, напряжение лампы пересекает ноль 120 раз в секунду, что приводит к колебаниям светоотдачи с частотой 120 Гц. Это приводит к мерцанию около 30% для стандартных галофосфорных ламп, работающих на частоте 60 Гц.Мерцание, как правило, незаметно, но есть свидетельства того, что мерцание такой силы может вызывать неблагоприятные последствия, такие как напряжение глаз и головная боль.

С другой стороны, большинство электронных балластов работают на высокой частоте, что уменьшает мерцание лампы до практически незаметного уровня. Процент мерцания конкретного балласта обычно указывается производителем. Для данного балласта процент мерцания будет зависеть от типа лампы и состава люминофора.

Звуковой шум

Одной из характеристик электромагнитных балластов с железным сердечником, работающих на частоте 60 Гц, является генерация слышимого шума.Шум может увеличиваться при высоких температурах, и он усиливается некоторыми конструкциями светильников. В лучших балластах используются высококачественные материалы и качество изготовления для снижения уровня шума. Шум оценивается A, B, C или D в порядке убывания предпочтения. Балласт класса «А» будет тихо гудеть; балласт класса «D» издает громкий гул. Количество балластов, их уровень шума и характер окружающего шума в помещении определяют, будет ли система создавать слышимые помехи.

Практически все энергосберегающие магнитные балласты для ламп F40T12 и F32T8 имеют рейтинг «А», за некоторыми исключениями, такими как низкотемпературные балласты.Тем не менее, гул магнитных балластов может быть слышен в особо тихой обстановке, например в библиотеке. С другой стороны, хорошо спроектированные электронные высокочастотные балласты не должны издавать заметного шума. Все электронные балласты имеют рейтинг «А» по ​​звуку.

Диммирование

В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы не могут быть должным образом затемнены с помощью простого настенного устройства, такого как те, которые используются для ламп накаливания. Чтобы люминесцентная лампа могла регулировать яркость во всем диапазоне без сокращения срока службы лампы, необходимо поддерживать напряжение ее электродного нагревателя при снижении тока дуги лампы.Таким образом, лампы, работающие в режиме быстрого пуска, являются единственными люминесцентными лампами, подходящими для диммирования в широком диапазоне. Мощность, необходимая для поддержания постоянного напряжения на электродах во всех условиях диммирования, означает, что балласты диммирования будут менее эффективны при работе ламп на уровне диммирования.

Диммерные балласты доступны как в магнитном, так и в электронном исполнении, но использование электронных диммирующих балластов имеет явные преимущества. Для регулировки яркости ламп магнитные балласты затемнения требуют механизма управления, содержащего дорогостоящие переключающие устройства большой мощности, которые регулируют входную мощность, подаваемую на балласты.Это экономически целесообразно только при управлении большим количеством балластов в одной ответвленной цепи. Кроме того, светильники должны управляться в больших зонах, которые определяются схемой распределения электроэнергии. Поскольку система распределения фиксируется на ранней стадии процесса проектирования, системы управления, использующие магнитные диммирующие балласты, негибки и не могут приспособиться к изменениям в схемах использования.

Регулировка яркости ламп с электронным балластом, с другой стороны, осуществляется внутри самого балласта.Электронные балласты изменяют выходную мощность ламп с помощью низковольтного сигнала в выходной цепи. Коммутационные устройства большой мощности для кондиционирования входной мощности не требуются. Это позволяет управлять одним или несколькими балластами независимо от системы распределения электроэнергии. В системах электронного балласта с диммированием сеть управления низким напряжением может использоваться для группировки балластов в зоны управления произвольного размера. Эта сеть управления может быть добавлена ​​во время реконструкции здания или даже, в некоторых случаях, во время модернизации освещения. Проводку низкого напряжения не нужно прокладывать в кабелепроводе, что помогает снизить затраты на установку. Кроме того, менее затратно изменить размер и протяженность зон освещения путем изменения конфигурации низковольтной проводки при изменении характера использования. Проводка низкого напряжения также совместима с фотоэлементами, датчиками присутствия и входами системы управления энергопотреблением (EMS).

Диапазон диммирования сильно различается в зависимости от балласта. С большинством электронных балластов диммирования уровень освещенности может варьироваться от полной мощности до не менее 10% от полной мощности.Однако также доступны электронные полнодиапазонные диммирующие балласты, которые работают с лампами до 1% от полного светового потока. Магнитные диммирующие балласты также предлагают множество вариантов диммирования, в том числе полное диммирование.

Адаптировано из Руководства по усовершенствованному освещению: 1993 г. (второе издание), первоначально опубликованного Калифорнийской энергетической комиссией.

Дополнительные световоды

Флуоресцентные балласты — электрические 101

Люминесцентные лампы используют балласт, который преобразует линейное напряжение в напряжение для запуска и работы лампы (лампы).Новые люминесцентные балласты обычно рассчитаны как на 120 вольт, так и на 277 вольт. Некоторые рассчитаны только на 120 вольт, другие только на 277 вольт (используются в коммерческих условиях).

КЛЛ для дома имеют встроенный балласт в основании колбы. Коммерческие КЛЛ используют отдельный балласт. У балластов есть схема подключения, показывающая, как они подключаются к патронам.

Существует четыре основных типа люминесцентных балластов:

Электронные балласты с мгновенным пуском

используют высокое пусковое напряжение (около 600 вольт) для очень быстрого пуска (менее 0.1 секунда). Электроды не имеют предварительного нагрева для максимальной энергоэффективности, но лучше всего подходят для ограниченного количества переключений (от 10 000 до 15 000 циклов переключения до отказа). ПРА мгновенного пуска подключаются параллельно.

Электромагнитные балласты с быстрым или триггерным пуском используются в светильниках T12 и более старых моделях T8 и подключаются последовательно.

Электронные балласты быстрого запуска

нагревают электроды при подаче пускового напряжения (около 500 вольт) для быстрого запуска ламп примерно при 0.от 5 до 1,0 секунды. Нагрев электродов продолжается при включенных лампах и потребляет немного больше энергии (около 2 Вт на лампу), чем балласты мгновенного пуска. Они могут работать от 15 000 до 20 000 циклов переключения до отказа. Балласты быстрого пуска подключаются последовательно.

Электронные балласты с программируемым пуском быстро запускаются примерно за 1,0 — 1,5 секунды. Они предварительно нагревают электроды контролируемым образом перед подачей пускового напряжения. Запрограммированные пусковые балласты сводят к минимуму нагрузку на электроды и продлевают срок службы лампы при частом включении (зоны с датчиками присутствия). Они могут работать до 50 000 циклов переключения до отказа. Программируемые пусковые балласты подключаются последовательно.

Лампы

T8 с новым электронным балластом потребляют примерно на 20- 30% меньше энергии, чем магнитный балласт T12. В случае выхода из строя магнитного балласта T12 его следует заменить электронным балластом T8. Доступны балласты T12, но лампы T12 сняты с производства. В зависимости от светильника и того, как он установлен, может быть проще и примерно по той же цене заменить светильник вместо балласта.Новый люминесцентный светильник в гараже может стоить меньше, чем замена балласта.

Типы ламп, совместимые с этим балластом

(4) F32T8 — До четырех люминесцентных ламп, 32 Вт, лампа T8.

(4) F25T8 — До четырех люминесцентных ламп, 25 Вт, лампа T8.

(4) F17T8 — До четырех люминесцентных ламп, 17 Вт, лампа T8.

Светильники с пускорегулирующими аппаратами иногда имеют этикетки, указывающие на требуемый тип лампы и пускорегулирующего устройства (F32T8).

Флуоресцентные этикетки балласта

На этикетке балласта показаны две важные этикетки.

• Таблица совместимости ламп (типы ламп, которые можно использовать с этим балластом)
• Схема подключения балласта (показывает, как балласт подключается к лампам)

Диаметр люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы имеют две распространенные формы: прямую и U-образную. Наиболее распространенными типами являются T12, T8 и T5.T обозначает трубчатый, а число указывает диаметр в 1/8 дюйма. Диаметр лампы определяется типом балласта. В светильнике с балластом T12 должна использоваться лампа накаливания T12. Светильник с балластом T8 должен использовать лампу T8 и т. д.

Подбор балласта к лампе

При подборе балласта к лампе необходимо выполнить три требования. В приведенном выше примере к лампе типа F32T8 предъявляются следующие три требования:

1. Люминесцентная лампа

2.32 Вт

3. Т8.

Люминесцентные лампы T12 Снято с производства

Люминесцентные лампы T12 больше не производятся из-за низкой энергоэффективности. Хотя эти лампы все еще есть в наличии в некоторых магазинах, замена балласта на более эффективный электронный балласт T8 может быть лучшим выбором.

Люминесцентная лампа и принцип работы люминесцентной лампы

Что такое люминесцентная лампа?

Люминесцентная лампа представляет собой легкую ртутную лампу, использующую флуоресценцию для получения видимого света.Электрический ток в газе возбуждает пары ртути, которые излучают ультрафиолетовое излучение в процессе разряда, а ультрафиолетовое излучение заставляет люминофорное покрытие внутренней стенки лампы излучать видимый свет. Люминесцентная лампа преобразует электрическую энергию в полезную световую энергию гораздо эффективнее, чем лампы накаливания. Нормальная светосила люминесцентных осветительных приборов составляет от 50 до 100 люмен на ватт, что в несколько раз выше, чем у ламп накаливания с эквивалентной светоотдачей.

Как работает люминесцентная лампа?

Прежде чем перейти к принципу работы люминесцентной лампы, мы сначала покажем схему люминесцентной лампы, другими словами, схему лампового освещения.
Здесь мы подключаем один пускорегулирующий аппарат и один выключатель, а питание осуществляется последовательно, как показано на рисунке. Затем подключаем люминесцентную лампу и стартер через нее.

• При включении питания полное напряжение поступает на лампу, а также на стартер через балласт.Но в этот момент никакого разряда, т. е. светового потока от лампы, не происходит.
• При этом полном напряжении сначала в стартере устанавливается тлеющий разряд. Это связано с тем, что зазор между электродами неоновой лампы стартера намного меньше, чем у люминесцентной лампы.
• Затем газ внутри стартера ионизируется благодаря этому полному напряжению и нагревает биметаллическую пластину. Это приводит к изгибу биметаллической полосы для соединения с неподвижным контактом. Теперь ток начинает течь через стартер.Хотя потенциал ионизации неона больше, чем у аргона, но все же из-за малого межэлектродного зазора в неоновой лампе возникает высокий градиент напряжения, и, следовательно, тлеющий разряд зажигается первым в стартере.
• Как только ток начинает течь через соприкасающиеся контакты неоновой лампы стартера, напряжение на неоновой лампе падает, так как ток вызывает падение напряжения на катушке индуктивности (балласте). При пониженном или отсутствующем напряжении на неоновой лампе стартера газовый разряд прекращается и, следовательно, биметаллическая полоска охлаждается и отрывается от неподвижного контакта.В момент размыкания контактов в неоновой лампе стартера ток прерывается, и, следовательно, в этот момент на индуктор (балласт) попадает большой скачок напряжения.
• Это импульсное напряжение высокого значения проходит через электроды люминесцентной лампы (трубки) и попадает в пеннинговую смесь (смесь газообразного аргона и паров ртути).
• Процесс газового разряда начинается и продолжается, и, следовательно, ток снова получает путь для протекания через саму трубку люминесцентной лампы (трубку).При выпуске пеннинговой газовой смеси сопротивление газа меньше сопротивления стартера.
• Разряд атомов ртути производит ультрафиолетовое излучение, которое, в свою очередь, заставляет люминофорное порошковое покрытие излучать видимый свет.
• Стартер отключается во время горения люминесцентной лампы (лампового освещения), потому что в этом состоянии через стартер не проходит ток.

Физика за люминесцентной лампой

Когда на электроды подается достаточно высокое напряжение, создается сильное электрическое поле.Небольшое количество тока через нити накала электродов нагревает катушку накала. Поскольку нить покрыта оксидом, образуется достаточное количество электронов, и они устремляются от отрицательного электрода или катода к положительному электроду или аноду из-за этого сильного электрического поля. При движении свободных электронов устанавливается разрядный процесс.

Основной процесс разряда всегда состоит из трех этапов:

1. Свободные электроны высвобождаются из электродов и ускоряются приложенным электрическим полем.
2. Кинетическая энергия свободных электронов преобразуется в энергию возбуждения атомов газа.
3. Энергия возбуждения атомов газа преобразуется в излучение.

В процессе разряда при низком давлении паров ртути образуется одиночная спектральная линия 253,7 нм. Для генерации ультраволнового луча с длиной волны 253,7 нм температуру колбы поддерживают в диапазоне от 105 до 115 ^o F. Отношение длины к диаметру трубки должно быть таким, чтобы на обоих концах происходили фиксированные потери мощности.Место, где происходит эта потеря мощности или свечение электродов, называется областью падения катода и анода. Эта потеря мощности очень мала.
Опять же, катоды должны быть покрыты оксидом. Горячий катод обеспечивает изобилие свободных электронов. Под горячими катодами подразумеваются те электроды, которые нагреваются циркулирующим током, и этот циркулирующий ток обеспечивается дросселем или регулирующим механизмом. Немногие лампы также имеют холодный катод. Холодные катоды имеют большую эффективную площадь, и для получения ионов к ним прикладывается более высокое напряжение, например 11 кВ.Газ начинает выделяться из-за приложения высокого напряжения. Но при 100-200 В свечение катода отделяется от катода, это называется катодным падением. Это обеспечивает большой запас ионов, которые ускоряются к аноду, образуя при ударе вторичные электроны, которые в конечном итоге производят больше ионов. Но катодное падение в разряде с горячим катодом происходит только при напряжении 10 В.

История и изобретение люминесцентной лампы

• В 1852 году сэр Джордж Стоукс открыл преобразование ультрасветового излучения в видимое излучение.
• С этого времени и до 1920 г. проводились различные эксперименты по разработке электрических разрядов низкого и высокого давления в парах ртути и натрия. Но все эти разработанные схемы были неэффективны для преобразования ультраволнового луча в видимый луч. Это было потому, что; электроды не могли излучать достаточное количество электронов, чтобы установить явление дугового разряда. Снова многие электроны столкнулись с атомами газа, и это было упруго. Таким образом, возбуждение не создавало спектральную линию для использования.Но очень мало работы было сделано по люминесцентным лампам.
• Но в 1920-х годах произошел крупный прорыв. Обнаружен факт, что смесь паров ртути и инертного газа при низком давлении на 60% эффективнее преобразует подводимую электрическую мощность в одну спектральную линию на 253,7 нм. Ультрафиолетовые лучи
  преобразуются в лучи видимого света за счет использования соответствующего флуоресцентного материала внутри лампы. С этого времени люминесцентные лампы стали внедряться в повседневную жизнь людей.
• Позже, доктор У. Л. Энфилд в 1934 году получил отчет от доктора А. Х. Кромптона об использовании лампы с люминесцентным покрытием. Сразу же в Enfield была создана исследовательская группа, которая приступила к созданию коммерческой люминесцентной лампы. В 1935 году их группа создала прототип зеленой люминесцентной лампы с КПД около 60%.
• Спустя два с половиной года на рынке появились люминесцентные лампы белого и шести других цветов. Различные смеси люминофорного порошка используются для получения различных цветов люминесцентных ламп.Были представлены первые лампы мощностью 15, 20 и 30 Вт длиной 18 дюймов, 25 дюймов и 36 дюймов.
• Вскоре после появления T12 мощностью 40 Вт, 4-футовая лампа была представлена ​​и широко использовалась в офисном, школьном и промышленном освещении. Ранние лампы давали свет несколько желтоватый до 3500К. Позже лампы дневного света 6500K были разработаны таким образом, чтобы они излучали свет, имитирующий средний свет северного неба на пасмурном небе.
• Как правило, в 1940 году на рынке были доступны лампы высотой 4 фута, диаметром 1,5 дюйма и мощностью 40 Вт.