Elektronski balast za fluorescentne svjetiljke. Balastni krug za fluorescentne svjetiljke. Kako radi LL s elektroničkim balastom?

Fluorescentna svjetiljka (LL) je staklena cijev ispunjena inertnim plinom (Ar, Ne, Kr) uz dodatak male količine žive. Na krajevima cijevi nalaze se metalne elektrode za dovođenje napona, čije električno polje dovodi do proboja plina, pojave tinjajućeg pražnjenja i pojave električne struje u krugu. Sjaj plinskog pražnjenja je blijedoplav i vrlo slab u području vidljive svjetlosti.

Ali kao rezultat električnog pražnjenja, većina energije prelazi u nevidljivo, ultraljubičasto područje, čiji kvanti, ulazeći u spojeve koji sadrže fosfor (fosforne prevlake), uzrokuju sjaj u vidljivom području spektra. Promjenom kemijskog sastava fosfora dobivaju se različite boje sjaja: za fluorescentne svjetiljke (FLL) razvijene su različite nijanse bijele, a za dekorativnu rasvjetu možete odabrati svjetiljke druge boje. Izum i masovna proizvodnja fluorescentnih svjetiljki korak je naprijed u usporedbi s niskoučinkovitim žaruljama sa žarnom niti.

Za što se koristi balast?

Struja u plinskom pražnjenju raste poput lavine, što dovodi do naglog pada otpora. Kako bi se osiguralo da elektrode fluorescentne svjetiljke ne propadnu zbog pregrijavanja, dodatno opterećenje je povezano u seriju, ograničavajući količinu struje, takozvani balast. Ponekad se za njegovo označavanje koristi izraz gas.

Koriste se dvije vrste balasta: elektromagnetski i elektronički. Elektromagnetski balast ima klasičnu konfiguraciju transformatora: bakrena žica, metalne ploče. Elektroničke prigušnice koriste elektroničke komponente: diode, dinistore, tranzistori, mikro krugove.

Za početno paljenje (start) pražnjenja u žarulji u elektromagnetskim uređajima dodatno se koristi startni uređaj - starter. U elektroničkoj verziji balasta, ova funkcija je implementirana unutar jednog električnog kruga. Uređaj se pokazao laganim, kompaktnim i objedinjuje ga jedan pojam - elektronički balast (EPG). Široka uporaba elektroničkih prigušnica za fluorescentne svjetiljke posljedica je sljedećih prednosti:

• ovi uređaji su kompaktni i lagani;
• svjetiljke se pale brzo, ali glatko;
• odsutnost treperenja i buke od vibracija, budući da elektronički balasti rade na visokim frekvencijama (desetke kHz) za razliku od elektromagnetskih koji rade iz mrežnog napona s frekvencijom od 50 Hz;
• smanjenje gubitaka topline;
• elektronički balast za fluorescentne svjetiljke ima faktor snage do 0,95;
• prisutnost nekoliko dokazanih vrsta zaštite koje povećavaju sigurnost uporabe i produljuju životni vijek.

Krugovi elektroničkih prigušnica za fluorescentne svjetiljke

Elektroničke prigušnice su elektronička ploča ispunjena elektroničkim komponentama. Dijagram spoja (slika 1) i jedna od opcija za krug balasta (slika 2) prikazani su na slikama.

Elektroničke prigušnice mogu imati različite sklopove ovisno o korištenim komponentama. Napon se ispravlja diodama VD4–VD7, a zatim filtrira kondenzatorom C1. Nakon primjene napona, kondenzator C4 počinje se puniti. Na razini od 30 V probija se dinistor CD1 i otvara se tranzistor T2, zatim se uključuje autooscilator na tranzistorima T1, T2 i transformator TR1. Rezonantne frekvencije serijskog kruga kondenzatora C2, C3, induktora L1 i generatora bliske su vrijednosti (45–50 kHz). Način rezonancije je neophodan za stabilan rad kruga. Kada napon na kondenzatoru C3 dosegne početnu vrijednost, lampica svijetli. Istodobno se smanjuje regulatorna frekvencija generatora i napon, a induktor ograničava struju.

Popravak elektroničkog balasta

Ako nije moguće brzo zamijeniti pokvareni elektronički balast, možete pokušati sami popraviti balast. Da biste to učinili, odaberite sljedeći niz radnji za rješavanje problema:

• Prvo provjerite ispravnost osigurača. Ovaj se kvar često događa zbog preopterećenja (prenapona) u mreži od 220 volti;
• Zatim se provodi vizualni pregled elektroničkih komponenti: diode, otpornici, tranzistori, kondenzatori, transformatori, prigušnice;
• Ako se otkrije karakteristično crnjenje dijela ili ploče, popravci se vrše zamjenom elementom koji se može servisirati. Kako provjeriti neispravnu diodu ili tranzistor vlastitim rukama, uz običan multimetar, dobro je poznato svakom korisniku s tehničkim obrazovanjem;
• Može se ispostaviti da će trošak zamjenskih dijelova biti veći ili usporediv s troškom novog elektroničkog balasta. U ovom slučaju, bolje je ne gubiti vrijeme na popravke, već odabrati zamjenu koja je slična u parametrima.

Elektroničke prigušnice za kompaktni LDS

Relativno nedavno, fluorescentne štedne žarulje, prilagođene standardnim utičnicama za jednostavne žarulje sa žarnom niti - E27, E14, E40, postale su naširoko korištene u svakodnevnom životu. Kod ovih uređaja elektroničke prigušnice nalaze se unutar grla, pa je popravak tih elektroničkih prigušnica teoretski moguć, no u praksi je lakše kupiti novu žarulju.

Fotografija prikazuje primjer takve OSRAM svjetiljke snage 21 vata. Treba napomenuti da trenutačno položaj ove inovativne tehnologije postupno zauzimaju slične svjetiljke s LED izvorima. Poluvodička tehnologija, koja se stalno poboljšava, omogućuje brzo postizanje cijena za LDS, čija cijena ostaje praktički nepromijenjena.

T8 fluorescentne svjetiljke

Žarulje T8 imaju stakleni balon promjera 26 mm. Široko korištene žarulje T10 i T12 imaju promjere od 31,7 odnosno 38 mm. Za svjetiljke se obično koriste LDS snage 18 W. Žarulje T8 ne gube svoju funkcionalnost tijekom prenapona napajanja, ali ako napon padne za više od 10%, nije zajamčeno paljenje žarulje. Temperatura okoline također utječe na pouzdanost T8 LDS. Na temperaturama ispod nule, svjetlosni tok se smanjuje i može doći do kvarova u paljenju žarulje. Žarulje T8 imaju životni vijek od 9.000 do 12.000 sati.

Kako napraviti svjetiljku vlastitim rukama?

Jednostavnu svjetiljku možete napraviti od dvije lampe na sljedeći način:

• odaberite žarulje od 36 W koje odgovaraju temperaturi boje (nijansa bijele);
• Izrađujemo tijelo od materijala koji se ne zapali. Možete koristiti kućište stare svjetiljke. Biramo elektroničke prigušnice za zadanu snagu. Oznaka treba označavati 2 x 36;
• Za svjetiljke odabiremo 4 utičnice s oznakom G13 (razmak između elektroda je 13 mm), žicu za pričvršćivanje i samorezne vijke;
• patrone moraju biti pričvršćene za tijelo;
• Mjesto ugradnje elektroničkih prigušnica odabrano je tako da se minimalizira zagrijavanje od radnih svjetiljki;
• patrone su spojene na LDS utičnice;
• za zaštitu svjetiljki od mehaničkih naprezanja, preporučljivo je ugraditi prozirnu ili mat zaštitnu kapu;
• Svjetiljka je pričvršćena na strop i spojena na 220 V napajanje.

Već sam više puta rekao da su mnoge stvari koje nas okružuju mogle biti spoznate mnogo ranije, ali su iz nekog razloga u našu svakodnevicu ušle tek nedavno. Svi smo se susreli s fluorescentnim svjetiljkama - onim bijelim cijevima s dvije igle na krajevima. Sjećate se kako su se nekad palili? Pritisnete tipku, lampica počinje treperiti i konačno ulazi u normalan način rada. To je bilo jako neugodno, pa takve stvari nisu instalirali kod kuće. Instalirani su na javnim mjestima, u proizvodnji, u uredima, u tvorničkim radionicama - stvarno su ekonomični u usporedbi s konvencionalnim žaruljama sa žarnom niti. No, treptali su frekvencijom od 100 puta u sekundi, a mnogi su primijetili to treptanje, što je bilo još neugodnije. Pa, za paljenje svake lampe postojala je balastna prigušnica, poput komada željeza teškog oko kilogram. Da nije dovoljno dobro sklopljen, prilično bi odvratno zujao, također na frekvenciji od 100 herca. Što ako u prostoriji u kojoj radite postoje deseci takvih lampi? Ili stotine? I sve te desetke se pale i gase u fazi 100 puta u sekundi i gasovi bruje, iako ne svi. Zar stvarno nije imalo učinka?

Ali, u naše vrijeme, možemo reći da je era zujanja prigušnica i treptanja lampica (i pri pokretanju i tijekom rada) završila. Sada se odmah uključuju i ljudskom oku njihov rad izgleda potpuno statično. Razlog je taj što su umjesto teških prigušnica i povremeno zaglavljenih startera ušli u upotrebu elektronički balasti (elektronički balasti). Mali i lagani. No, već samim pogledom na njihovu električnu shemu postavlja se pitanje što je spriječilo njihovu masovnu proizvodnju još u kasnim 70-ima i ranim 80-ima? Uostalom, cijela baza elemenata već je tada bila tamo. Zapravo, osim dva visokonaponska tranzistora, koristi najjednostavnije dijelove, doslovno bagatelne cijene, koji su bili dostupni u 40-ima. Pa, u redu, SSSR, ovdje je proizvodnja slabo reagirala na tehnološki napredak (na primjer, cijevni televizori ukinuti su tek kasnih 80-ih), ali na Zapadu?

Dakle, po redu...

Standardni sklop za uključivanje fluorescentne svjetiljke su, kao i gotovo sve u dvadesetom stoljeću, izumili Amerikanci uoči Drugog svjetskog rata i uključivali su, osim svjetiljke, prigušnicu i starter koje smo već spomenuli. Da, kondenzator je također bio obješen paralelno s mrežom kako bi se kompenzirao fazni pomak koji je uveo induktor ili, još jednostavnije rečeno, kako bi se ispravio faktor snage.

Prigušnice i starteri

Princip rada cijelog sustava prilično je zeznut. U trenutku kada je gumb za uključivanje zatvoren, slaba struja počinje teći kroz krug mreža-gumb-gas-prva spirala-starter-druga spirala-mreža - otprilike 40-50 mA. Slab jer je u početnom trenutku otpor razmaka između kontakata startera prilično velik. Međutim, ta slaba struja uzrokuje ionizaciju plina između kontakata i počinje naglo rasti. To uzrokuje zagrijavanje elektroda startera, a budući da je jedna od njih bimetalna, odnosno sastoji se od dva metala s različitim ovisnostima promjena geometrijskih parametara o temperaturi (različiti koeficijenti toplinskog širenja - CTE), kada se zagrije, bimetal ploča se savija prema metalu s nižim KTŠ i zatvara drugom elektrodom. Struja u krugu naglo raste (do 500-600 mA), ali još uvijek je njezina brzina rasta i konačna vrijednost ograničena induktivitetom induktiviteta; sama induktivnost je svojstvo sprječavanja trenutne induktivnosti struje. Stoga se prigušnica u ovom krugu službeno naziva "uređaj za kontrolu balasta". Ova velika struja zagrijava zavojnice žarulje, koje počinju emitirati elektrone i zagrijavati plinsku smjesu unutar cilindra. Sama svjetiljka je napunjena argonom i živinim parama - to je važan uvjet za pojavu stabilnog pražnjenja. Podrazumijeva se da kada se kontakti u starteru zatvore, pražnjenje u njemu prestaje. Cijeli opisani proces zapravo traje djelić sekunde.

Sada počinje zabava. Otvaraju se ohlađeni kontakti startera. Ali induktor je već pohranio energiju jednaku polovici umnoška njegovog induktiviteta i kvadrata struje. Ne može odmah nestati (vidi gore o induktivnosti) i stoga uzrokuje pojavu EMF-a samoindukcije u induktoru (drugim riječima, impuls napona od približno 800-1000 volti za svjetiljku od 36 vata duljine 120 cm). Dodan amplitudi mrežnog napona (310 V) stvara napon na elektrodama žarulje dovoljan za proboj – odnosno za pojavu pražnjenja. Pražnjenje u svjetiljci stvara ultraljubičasti sjaj živine pare, koja zauzvrat utječe na fosfor i čini ga sjajnim u vidljivom spektru. Ujedno vas još jednom podsjetimo da prigušnica, koja ima induktivnu reaktanciju, sprječava neograničeno povećanje struje u žarulji, što bi dovelo do njenog uništenja ili okidanja prekidača u vašem domu ili drugom mjestu gdje koriste se slične svjetiljke. Imajte na umu da lampa ne svijetli uvijek prvi put; ponekad je potrebno nekoliko pokušaja da uđe u stabilan način rada, odnosno procesi koje smo opisali ponavljaju se 4-5-6 puta. Što je zaista vrlo neugodno. Nakon što je žarulja ušla u način rada sjaja, njen otpor postaje znatno manji od otpora startera, tako da se može izvući, lampa će nastaviti svijetliti. Pa, također, ako rastavite starter, vidjet ćete da je kondenzator spojen paralelno s njegovim stezaljkama. Potrebno je za smanjenje radijskih smetnji koje stvara kontakt.

Dakle, vrlo kratko i bez ulaženja u teoriju, recimo da je fluorescentna svjetiljka uključena s visokim naponom, a održava se u svjetlećem stanju puno manjim (npr. pali se na 900 volti, svijetli na 150) . Odnosno, bilo koji uređaj za paljenje fluorescentne svjetiljke je uređaj koji na svojim krajevima stvara visoki uklopni napon, a nakon paljenja žarulje smanjuje ga na određenu radnu vrijednost.

Ova američka sklopna shema bila je zapravo jedina, a tek prije 10 godina njen se monopol počeo ubrzano urušavati - elektroničke prigušnice (EPG) su masovno ušle na tržište. Omogućili su ne samo zamjenu jakih zujajućih prigušnica, kako bi se osiguralo trenutačno uključivanje svjetiljke, već i uvođenje puno drugih korisnih stvari kao što su:

- mekani start lame - prethodno zagrijavanje zavojnica, što dramatično produžuje vijek trajanja žarulje

— prevladavanje treperenja (frekvencija snage žarulje je znatno viša od 50 Hz)

— Širok raspon ulaznog napona 100…250 V;

— smanjenje potrošnje energije (do 30%) uz konstantan svjetlosni tok;

— povećanje prosječnog vijeka trajanja svjetiljki (za 50%);

— zaštita od strujnih udara;

— osigurati odsutnost elektromagnetskih smetnji;

- O nema prenapona sklopne struje (važno kada se više lampi uključuje istovremeno)

— automatsko isključivanje neispravnih svjetiljki (ovo je važno, uređaji se često boje praznog hoda)

— Učinkovitost visokokvalitetnih elektroničkih prigušnica — do 97%

— kontrola svjetline lampe

Ali! Sve te stvari prodaju se samo u skupim elektroničkim prigušnicama. I općenito, nije sve tako ružičasto. Točnije, možda bi sve bilo bez oblaka kada bi EPR sklopovi bili doista pouzdani. Uostalom, čini se očiglednim da elektronički balast (EPG) u svakom slučaju ne bi trebao biti manje pouzdan od prigušnice, pogotovo ako košta 2-3 puta više. U "bivšem" krugu koji se sastojao od prigušnice, startera i same svjetiljke, prigušnica (upravljački element startera) bila je najpouzdanija i, općenito, uz visokokvalitetnu montažu mogla je raditi gotovo zauvijek. Sovjetske prigušnice iz 60-ih još rade, velike su i namotane prilično debelom žicom. Uvezene prigušnice sa sličnim parametrima, čak i od poznatih tvrtki kao što je Philips, ne rade tako pouzdano. Zašto? Sumnju budi vrlo tanka žica kojom su namotani. Pa, sama jezgra je puno manjeg volumena od prvih sovjetskih prigušnica, zbog čega se te prigušnice jako zagrijavaju, što vjerojatno utječe i na pouzdanost.

Da, tako da, kako mi se čini, elektronički balasti, barem oni jeftini - to jest, koji koštaju do 5-7 dolara po komadu (što je više od one za gas), namjerno su nepouzdani. Ne, oni mogu raditi godinama, a možda i zauvijek, ali to je kao na lutriji - vjerojatnost gubitka mnogo je veća od dobitka. Skupe elektronske prigušnice napravljene su da budu uvjetno pouzdane. Zašto “uvjetno” reći ćemo malo kasnije. Započnimo našu malu recenziju s onima jeftinima. Što se mene tiče, oni čine 95% kupljenih balasta. Ili možda gotovo 100%.

Razmotrimo nekoliko takvih shema. Usput, svi "jeftini" sklopovi su gotovo identični u dizajnu, iako postoje nijanse.

Jeftini elektronski balasti (EPG). 95% prodaje.

Ove vrste prigušnica koštaju 3-5-7 dolara i jednostavno upalite lampu. To im je jedina funkcija. Nemaju drugih korisnih dodataka. Nacrtao sam par dijagrama da objasnim kako radi ovo novonastalo čudo, iako kao što rekosmo gore, princip rada je isti kao u "klasičnoj" verziji gasa - palimo s visokim naponom, držimo ga niskim. Samo je drukčije implementirano.

Svi krugovi elektroničkih prigušnica (EPG) koje sam držao u rukama - i jeftini i skupi - bili su polumostovi - razlikovale su se samo mogućnosti upravljanja i "cijevi". Dakle, izmjenični napon od 220 volti ispravlja se diodnim mostom VD4-VD7 i izglađuje kondenzatorom C1. U ulaznim filtrima jeftinih elektroničkih prigušnica, zbog uštede na cijeni i prostoru, koriste se mali kondenzatori o kojima ovisi veličina valovitosti napona s frekvencijom od 100 Hz, unatoč tome što je proračun otprilike sljedeći: 1 watt lampa - 1 µF filterskog kapaciteta. U ovom krugu ima 5,6 uF na 18 vata, što je jasno manje od potrebnog. Zbog toga (iako ne samo to), usput, lampa vizualno svijetli slabije nego od skupog balasta iste snage.

Zatim se preko otpornika visokog otpora R1 (1,6 MOhm) počinje puniti kondenzator C4. Kada napon na njemu prijeđe radni prag dvosmjernog dinistora CD1 (približno 30 volti), probija se i na bazi tranzistora T2 pojavljuje se naponski impuls. Otvaranjem tranzistora počinje rad polumosnog autooscilatora kojeg tvore tranzistori T1 i T2 i transformator TR1 s regulacijskim namotima povezanim u protufazi. Obično ovi namoti sadrže 2 zavoja, a izlazni namot sadrži 8-10 zavoja žice.

Diode VD2-VD3 prigušuju negativne emisije koje se javljaju na namotima upravljačkog transformatora.

Dakle, generator počinje na frekvenciji bliskoj rezonantnoj frekvenciji serijskog kruga koji čine kondenzatori C2, C3 i induktor C1. Ova frekvencija može biti jednaka 45-50 kHz, u svakom slučaju, nisam je mogao točnije izmjeriti; nisam imao pri ruci osciloskop za pohranu. Imajte na umu da je kapacitet kondenzatora C3 spojenog između elektroda žarulje približno 8 puta manji od kapaciteta kondenzatora C2, stoga je naponski udar na njemu isto toliko puta veći (budući da je kapacitet 8 puta veći - veći frekvencija, veći je kapacitet na manjem kapacitetu). Zato se napon takvog kondenzatora uvijek bira najmanje 1000 volti. Istodobno kroz isti krug teče struja koja zagrijava elektrode. Kada napon na kondenzatoru C3 dosegne određenu vrijednost, dolazi do kvara i lampica svijetli. Nakon paljenja njegov otpor postaje znatno manji od otpora kondenzatora C3 i nema nikakvog utjecaja na daljnji rad. Frekvencija generatora također se smanjuje. Prigušnica L1, kao iu slučaju "klasične" prigušnice, sada obavlja funkciju ograničenja struje, ali budući da žarulja radi na visokoj frekvenciji (25-30 kHz), njezine su dimenzije višestruko manje.

Izgled balasta. Vidi se da neki elementi nisu zalemljeni u ploču. Na primjer, tamo gdje sam nakon popravka zalemio otpornik za ograničavanje struje, nalazi se žičani premosnik.

Još jedan proizvod. Nepoznati proizvođač. Ovdje nisu žrtvovali 2 diode da bi napravili "umjetnu nulu".

"Sevastopoljska shema"

Postoji mišljenje da nitko to neće učiniti jeftinije od Kineza. I ja sam bio siguran u to. Siguran sam sve dok se nisam dočepao elektroničkih prigušnica iz određene "fabrike u Sevastopolju" - barem je tako rekla osoba koja ih je prodala. Dizajnirane su za lampu od 58 W, odnosno duljine 150 cm. Ne, neću reći da nisu radili ili da su radili lošije od kineskih. Radili su. Iz njih su svjetlile svjetiljke. Ali…

Čak i najjeftinije kineske prigušnice (elektroničke prigušnice) sastoje se od plastičnog kućišta, pločice s rupama, maske na pločici na strani tiskanog kruga i oznake koji je koji dio na montažnoj strani. “Sevastopoljska verzija” bila je lišena svih ovih suvišnosti. Tamo je ploča bila i poklopac kućišta, nije bilo rupa na ploči (iz tog razloga), nije bilo maski, nije bilo oznaka, dijelovi su bili postavljeni sa strane tiskanih vodiča i sve što se moglo napraviti SMD elemenata, što nikad nisam vidio čak ni u najjeftinijim kineskim uređajima. Pa sama shema! Gledao sam ih puno, ali nikad nisam vidio ništa slično. Ne, čini se da je sve kao u Kineza: obični polumost. Samo mi je potpuno nejasna svrha elemenata D2-D7 i čudan spoj namota baze donjeg tranzistora. I dalje! Tvorci ovog čudesnog uređaja spojili su polumostni generatorski transformator s prigušnicom! Jednostavno su namotali namote na jezgru u obliku slova W. Ovoga se nitko nije sjetio, čak ni Kinezi. Općenito, ovu su shemu osmislili ili geniji ili alternativno nadareni ljudi. S druge strane, ako su toliko domišljati, zašto ne bi žrtvovali nekoliko centi da uvedu otpornik za ograničavanje struje kako bi spriječili udar struje kroz kondenzator filtera? Da, i za varistor za glatko zagrijavanje elektroda (također centi) - mogli bi propasti.

U SSSR-u

Gornji "američki krug" (prigušnica + starter + fluorescentna svjetiljka) radi iz mreže izmjenične struje s frekvencijom od 50 herca. Što ako je struja konstantna? Pa, na primjer, svjetiljka se mora napajati iz baterija. Ovdje se nećete moći snaći s elektromehaničkom opcijom. Morate "napraviti dijagram". Elektronička. I bilo je takvih shema, na primjer, u vlakovima. Svi smo putovali u sovjetskim vagonima različitog stupnja udobnosti i tamo vidjeli te fluorescentne cijevi. Ali ih je napajala istosmjerna struja od 80 volti, napon koji proizvodi baterija kočije. Za napajanje je razvijen "isti" krug - polumostni generator sa serijskim rezonantnim krugom, a za sprječavanje strujnih udara kroz spirale svjetiljki, termistor za izravno grijanje TRP-27 s pozitivnim temperaturnim koeficijentom otpora uveo. Krug je, valja reći, bio iznimno pouzdan, a da bi se pretvorio u balast za izmjeničnu mrežu i koristio u svakodnevnom životu, bilo je potrebno bitno dodati diodni most, kondenzator za izglađivanje i malo preračunati parametre neki dijelovi i transformator. Jedini "ali". Tako nešto bi bilo prilično skupo. Mislim da bi njegova cijena bila ne manje od 60-70 sovjetskih rubalja, s tim da bi cijena gasa bila 3 rublje. Uglavnom zbog visoke cijene snažnih visokonaponskih tranzistora u SSSR-u. I ovaj je krug također proizveo prilično neugodno visokofrekventno škripanje, ne uvijek, ali ponekad se moglo čuti; možda su se s vremenom parametri elemenata promijenili (kondenzatori su se osušili) i frekvencija generatora se smanjila.

Dijagram napajanja fluorescentnih svjetiljki u vlakovima u dobroj rezoluciji

Skupi elektronski balasti (EPG)

Primjer jednostavnog "skupog" balasta je proizvod tvrtke TOUVE. Radila je u sustavu osvjetljenja akvarija, drugim riječima, napajala je dvije zelene ljame od po 36 vata. Vlasnik prigušnice mi je rekao da je ovo nešto posebno, posebno dizajnirano za osvjetljenje akvarija i terarija. "Ekološki prihvatljiv". Još uvijek ne razumijem što je ekološki prihvatljivo, druga stvar je da taj "ekološki balast" nije uspio. Otvaranjem i analizom kruga pokazalo se da je, u usporedbi s jeftinim, znatno kompliciraniji, iako je princip - polumost + okidanje kroz isti dinistor DB3 + serijski rezonantni krug - u potpunosti zadržan. Budući da postoje dvije lampe, vidimo dva rezonantna kruga T4C22C2 i T3C23C5. Hladne zavojnice svjetiljki zaštićene su od udarne struje termistorima PTS1, PTS2.

Pravilo! Ako kupujete štedljivu lampu ili elektronsku prigušnicu, provjerite kako se ta ista lampa pali. Ako je instant, balast je jeftin, ma što vam pričali o tome. U više-manje normalnim uvjetima, lampa bi se trebala uključiti nakon pritiska na tipku za oko 0,5 sekundi.

Unaprijediti. RV ulazni varistor štiti kondenzatore filtera snage od udarne struje. Krug je opremljen filtrom za napajanje (zaokružen crvenom bojom) - sprječava ulazak visokofrekventnih smetnji u mrežu. Korekcija faktora snage označena je zelenom bojom, ali u ovom krugu je sastavljena pomoću pasivnih elemenata, što ga razlikuje od najskupljih i najsofisticiranijih, gdje korekciju kontrolira poseban mikrokrug. O ovom važnom problemu (korekcija faktora snage) govorit ćemo u jednom od sljedećih članaka. Pa, zaštitna jedinica je također dodana u nenormalnim načinima rada - u ovom slučaju, proizvodnja se zaustavlja kratkim spajanjem SCR baze Q1 na masu sa SCR tiristorom.

Na primjer, deaktivacija elektroda ili kršenje nepropusnosti cijevi dovodi do pojave "otvorenog kruga" (svjetiljka ne svijetli), što je popraćeno značajnim povećanjem napona na početnom kondenzatoru i povećanje struje balasta na rezonantnoj frekvenciji, ograničeno samo faktorom kvalitete kruga. Dugotrajni rad u ovom načinu rada dovodi do oštećenja balasta zbog pregrijavanja tranzistora. U ovom slučaju, zaštita bi trebala raditi - SCR tiristor zatvara bazu Q1 na masu, zaustavljajući proizvodnju.

Vidi se da je ovaj uređaj mnogo veći u veličini od jeftinih prigušnica, ali nakon popravka (jedan od tranzistora je izletio) i restauracije, pokazalo se da se ti isti tranzistori zagrijavaju, kako mi se činilo, više nego što je potrebno, do oko 70 stupnjeva. Zašto ne ugraditi male radijatore? Ne kažem da je tranzistor propao zbog pregrijavanja, ali možda je rad na povišenim temperaturama (u zatvorenom kućištu) bio faktor provokacije. Općenito, postavio sam male radijatore, jer je bilo mjesta.

Fluorescentne svjetiljke ne mogu raditi izravno iz mreže od 220 V. Da biste ih zapalili, morate stvoriti puls visokog napona, a prije toga zagrijati njihove zavojnice. U tu svrhu koriste se balasti. Dolaze u dvije vrste - elektromagnetske i elektronske. U ovom članku ćemo pogledati elektroničke prigušnice za fluorescentne svjetiljke, što su i kako rade.

Od čega se sastoji fluorescentna svjetiljka i zašto je potreban balast?

Fluorescentna svjetiljka je izvor svjetlosti s izbojem u plinu. Sastoji se od cjevaste tikvice ispunjene živinim parama. Uz rubove tikvice nalaze se spirale. Prema tome, na svakom rubu tikvice nalazi se par kontakata - to su izvodi spirale.

Rad takve svjetiljke temelji se na luminiscenciji plinova kada kroz nju teče električna struja. Ali struja neće jednostavno teći između dvije metalne spirale (elektrode). Da bi se to postiglo, između njih se mora pojaviti pražnjenje; takvo se pražnjenje naziva tinjajućim pražnjenjem. Da bi se to postiglo, spirale se prvo zagrijavaju propuštanjem struje kroz njih, a zatim se između njih primjenjuje visokonaponski impuls od 600 ili više volti. Zagrijane zavojnice počinju emitirati elektrone i pod utjecajem visokog napona nastaje pražnjenje.

Ne ulazeći u detalje, opis procesa dovoljan je za postavljanje zadatka za izvor napajanja takvih svjetiljki; on mora:

1. Zagrijte zavojnice;

2. Formirati impuls paljenja;

3. Održavajte dovoljan napon i struju za rad svjetiljke.

Zanimljivost: Kompaktne fluorescentne svjetiljke, koje se češće nazivaju "štednim" svjetiljkama, imaju sličnu strukturu i zahtjeve za njihov rad. Jedina razlika je u tome što su njihove dimenzije značajno smanjene zbog posebnog oblika, zapravo, to je ista cjevasta tikvica, ali oblik nije linearan, već uvijen u spiralu.

Uređaj za napajanje fluorescentnih svjetiljki naziva se prigušnica (skraćeno prigušnica), ili popularno jednostavno prigušnica.

Postoje dvije vrste balasta:

1. Elektromagnetski (EMPRA) - sastoji se od leptira za gas i startera. Njegove prednosti su jednostavnost, ali ima puno nedostataka: niska učinkovitost, pulsacije svjetlosnog toka, smetnje u električnoj mreži tijekom rada, nizak faktor snage, zujanje, stroboskopski učinak. Ispod vidite njegov dijagram i izgled.

2. Elektronski (elektronički balasti) - moderan izvor napajanja za fluorescentne svjetiljke, to je ploča na kojoj se nalazi visokofrekventni pretvarač. Lišena je svih gore navedenih nedostataka, zbog čega svjetiljke proizvode veći svjetlosni tok i vijek trajanja.

Tipični elektronički balast sastoji se od sljedećih komponenti:

1. Diodni most.

2. Visokofrekventni generator izrađen na PWM kontroleru (u skupim modelima) ili na autogeneratorskom krugu s polumostnim (najčešće) pretvaračem.

3. Element praga pokretanja (obično dinistor DB3 s naponom praga od 30V).

4. LC krug snage paljenja.

Dolje je prikazan tipični dijagram, pogledajmo svaki od njegovih čvorova:

Izmjenični napon se dovodi do diodnog mosta, gdje se ispravlja i uglađuje kondenzatorom filtera. Prije mosta obično se postavljaju osigurač i filtar elektromagnetskih smetnji. Ali većina kineskih elektroničkih prigušnica nema filtre, a kapacitet kondenzatora za izglađivanje je manji od potrebnog, što uzrokuje probleme s paljenjem i radom svjetiljke.

Savjet: ako popravljate elektroničke prigušnice, pročitajte članak na našoj web stranici.

Nakon toga, napon se dovodi u autogenerator. Iz naziva je jasno da je autooscilator krug koji samostalno generira oscilacije. U ovom slučaju, napravljen je na jednom ili dva tranzistora, ovisno o snazi. Tranzistori su spojeni na transformator s tri namota. Obično se koriste tranzistori kao što su MJE 13003 ili MJE 13001 i slični, ovisno o snazi ​​žarulje.

Iako se ovaj element naziva transformator, ne izgleda poznato - to je feritni prsten na koji su namotana tri namota, svaki s nekoliko zavoja. Dva su kontrolna, svaki s dva zavoja, a jedan je radni s 9 zavoja. Kontrolni namoti stvaraju impulse za uključivanje i isključivanje tranzistora i spojeni su na jednom kraju na njihove baze.

Budući da su namotani u protufazi (počeci namota označeni su točkama, obratite pozornost na dijagram), upravljački impulsi su suprotni jedan drugome. Stoga se tranzistori otvaraju jedan po jedan, jer ako se otvore u isto vrijeme, onda jednostavno kratko spoje izlaz diodnog mosta i nešto iz njega će izgorjeti. Radni namot spojen je jednim krajem na točku između tranzistora, a drugim krajem na radni induktor i kondenzator; kroz njega se napaja lampa.

Kada struja teče u jednom od namota, u druga dva se inducira EMF odgovarajućeg polariteta, što dovodi do prebacivanja tranzistora. Autooscilator je podešen na frekvenciju iznad audio raspona, to jest iznad 20 kHz. Upravo ovaj element pretvara istosmjernu struju u struju promjenjive frekvencije.

Za pokretanje generatora instaliran je dinistor; on uključuje krug nakon što napon na njemu dosegne određenu vrijednost. Obično se ugrađuje dinistor DB3, koji se otvara u rasponu napona od oko 30V. Vrijeme nakon kojeg se otvara određuje RC krug.

Povlačenje:

Naprednije verzije elektroničkih prigušnica izgrađene su ne na samooscilatorskom krugu, već na temelju PWM kontrolera. Imaju stabilnije karakteristike. Međutim, u više od pet godina studiranja elektronike nikada nisam naišao na takve elektroničke prigušnice, sve s kojima sam radio bile su samogeneratorske.

LC krug je spomenut nekoliko puta gore. Ovo je prigušnica instalirana u seriji sa spiralom i kondenzator instaliran paralelno sa svjetiljkom. Kroz ovaj krug najprije teče struja koja zagrijava zavojnice, a zatim se na kondenzatoru formira puls visokog napona koji ga pali. Prigušnica je izrađena na feritnoj jezgri u obliku slova W.

Ti su elementi odabrani tako da rezoniraju na radnoj frekvenciji. Budući da su induktor i kondenzator ugrađeni u seriju na ovoj frekvenciji, opaža se rezonancija napona.

Kada naponi na induktivitetu i kapacitetu rezoniraju, napon u idealiziranim teorijskim primjerima počinje snažno rasti do beskonačno velike vrijednosti, dok je potrošena struja izrazito mala.

Kao rezultat, imamo frekvencijski usklađeni generator i rezonantni krug. Uslijed porasta napona na kondenzatoru žaruljica se pali.

Ispod je druga verzija sklopa, kao što vidite - sve je u osnovi isto.

Zahvaljujući visokoj radnoj frekvenciji moguće je postići male dimenzije transformatora i induktora.

Kako bismo konsolidirali informacije koje smo pokrili, razmotrimo pravu elektroničku balastnu ploču; slika ističe glavne gore opisane komponente:

A ovo je ploča od štedne lampe:

Zaključak

Elektronska prigušnica značajno poboljšava proces paljenja žarulje i radi bez pulsiranja i buke. Njegov krug nije jako kompliciran i na njegovoj osnovi se može izgraditi napajanje male snage. Stoga su elektroničke prigušnice iz izgorjele uštede energije izvrstan izvor besplatnih radio komponenti.

Zabranjeno je koristiti fluorescentne svjetiljke s elektromagnetskim balastima u industrijskim i kućanskim prostorijama. Činjenica je da imaju jake pulsacije, a može se pojaviti i stroboskopski efekt, odnosno ako su instalirani u tokarskoj radionici, tada vam se pri određenoj brzini vrtnje vretena tokarilice i druge opreme može činiti da miruje, što može uzrokovati ozljede. To se neće dogoditi s elektroničkim balastom.

Za normalan rad ovog izvora rasvjete potreban je elektromagnetski ili elektronički balast za fluorescentne svjetiljke. Glavna zadaća prigušnice je pretvaranje istosmjernog napona u izmjenični napon. Svaki od njih ima svoje prednosti i nedostatke.

Kako LL radi s elektromagnetskim balastom?

Obratite pozornost na ovaj dijagram povezivanja. Oznaka LL1 je balast. Unutar fluorescentnih svjetiljki nalazi se plinovito okruženje. Kako struja raste, napon između elektroda u svjetiljci postupno opada i otpor je negativan. Balast se koristi upravo za ograničavanje struje, a također stvara povećani kratkotrajni napon paljenja za svjetiljke, budući da ga u redovnoj mreži nema dovoljno. Ovaj element se također naziva prigušnica.

Takav uređaj koristi starter - malu svjetiljku s pražnjenjem (E1). Sadrži dvije elektrode. Jedan od njih je bimetalni (pokretni).

U početnom položaju su otvoreni. Zatvaranjem kontakta SA1 i dovođenjem napona u strujni krug struja u početku ne prolazi kroz izvor svjetlosti, već se u starteru između dvije elektrode pojavljuje tinjajuće pražnjenje. Elektrode se zagrijavaju, a bimetalna ploča se zbog toga savija, zatvarajući kontakt. Struja koja prolazi kroz balast se povećava, zagrijavajući elektrode fluorescentne svjetiljke.

Zatim se otvaraju elektrode u starteru. Dolazi do procesa samoindukcije. Prigušnica stvara visokonaponski impuls, koji pali LL. Kroz njega prolazi nazivna struja, ali onda pada za pola zbog smanjenja napona na induktoru. Elektrode startera ostaju u otvorenom položaju sve dok svjetlo svijetli. A kondenzatori C2 i C1 povećavaju učinkovitost i smanjuju reaktivna opterećenja.

Prednosti klasičnog elektromagnetskog balasta:

• niska cijena;
• Jednostavnost korištenja.

Nedostaci EmPRA:

• buka rada leptira za gas;
• LL treperenje;
• dugo paljenje svjetiljke;
• težina i velike dimenzije;
• do 15% gubitaka energije zbog faznog napredovanja napona izmjenične struje (faktor snage);
• loša aktivacija u okruženjima niske temperature.

Napomena! Problem gubitka energije može se riješiti spajanjem (paralelno na mrežu) kondenzatora kapaciteta 3-5 μF.

Savjet! Balast mora biti odabran strogo u skladu sa snagom svjetiljke. U protivnom bi vam se svjetlo moglo prerano pokvariti.

Najčešći uzroci kvarova LL s elektromagnetskim balastom

Identificirani su sljedeći problemi:

Kako radi LL s elektroničkim balastom?

Zbog mnoštva nedostataka elektromagnetskog balasta, stvoren je novi, izdržljiviji i tehnološki napredniji elektronički balast. Ovo je jedno elektroničko napajanje. Sada je najčešći, jer nema nedostataka EMPA. Osim toga, radi bez startera.

Na primjer, uzmimo krug bilo kojeg elektroničkog balasta.

Dolazni napon se ispravlja, kao i obično, diodama VD4-VD7. Slijedi filterski kondenzator C1. Njegov kapacitet ovisi o snazi ​​svjetiljke. Obično se vode izračunom: 1 µF po 1 W potrošačke snage.

Zatim se kondenzator C4 puni i dinistor CD1 se probija. Rezultirajući impuls napona aktivira tranzistor T2, nakon čega se uključuje polumostni autooscilator iz transformatora TR1 i tranzistora T1 i T2.

Elektrode lampe počinju se zagrijavati. Tome je pridodan oscilatorni krug koji ulazi u električnu rezonanciju prije pražnjenja iz induktora L1, generatora i kondenzatora C2 i C3. Frekvencija mu je oko 50 kHz. Čim se kondenzator C3 napuni do početnog napona, katode se intenzivno zagrijavaju, a LL se glatko pali. Induktor odmah ograničava struju i frekvencija generatora pada. Oscilatorni krug izlazi iz rezonancije i uspostavlja se nazivni radni napon.

Prednosti elektroničkih balasta:

• mala težina i male dimenzije zbog visoke frekvencije;
• visoka svjetlosna snaga zbog povećane učinkovitosti;
• LL nema treptanja;
• zaštita svjetiljke od prenapona;
• nema buke tijekom rada;
• trajnost zahvaljujući optimiziranim načinima pokretanja i rada;
• Moguće je podesiti početak trenutno ili s odgodom.

Jedina mana elektroničkih prigušnica je njihova visoka cijena.

Bilješka! Jeftini elektronički balast za fluorescentne svjetiljke radi kao elektronički balast: fluorescentna svjetiljka se pali visokim naponom, a izgaranje se održava na niskom naponu.

Uzrok kvarova svjetiljki s elektroničkim balastom, kao i njihov popravak

Da, ništa ne traje vječno. I oni se lome. Ali popravak elektroničkog balasta puno je teži od popravka elektromagnetskog balasta. To zahtijeva vještine lemljenja i poznavanje radiotehnike. Također ne škodi znati kako provjeriti funkcionalnost elektroničkog balasta ako nema poznatog LL koji radi.

Uklonite svjetiljku iz učvršćenja. Spojite krajeve niti, na primjer, spajalicom za papir. I spojite žarulju sa žarnom niti između njih. Pogledajte sliku ispod.

Kada se priključi napajanje, radni balast će zapaliti žarulju.

Savjet! Nakon popravka balasta, prije spajanja na mrežu, bolje je spojiti drugu žarulju sa žarnom niti (40 W) u seriju. To znači da će, ako se otkrije kratki spoj, svijetliti jako, a dijelovi uređaja ostat će neozlijeđeni.

Najčešće, 5 dijelova izleti u elektronički balast:

1. Osigurač (2-5 Ohm otpornik).
2. Diodni most.
3. Tranzistori. Uz njih, otpornici od 30 Ohma također mogu izgorjeti duž kruga. Oni ne uspijevaju uglavnom zbog strujnih udara.
4. Nešto rjeđe se detektira kvar kondenzatora koji povezuje niti. Kapacitet mu je samo 4,7 nF. Jeftine svjetiljke koriste takve filmske kondenzatore s radnim naponom od 250 - 400 V. To je vrlo malo, pa ih je bolje zamijeniti kondenzatorima istog kapaciteta, samo s naponom od 1,2 kV ili čak 2 kV.
5. Dinistor. Često se naziva DB3 ili CD1. Nemoguće je provjeriti bez posebne opreme. Stoga, ako su svi elementi na ploči netaknuti, ali balast i dalje ne radi, pokušajte instalirati drugi dinistor.

Ako nemate znanja i iskustva u elektronici, bolje je jednostavno zamijeniti svoj balast novim. Sada se svaki od njih proizvodi s uputama i dijagramom na kućištu. Nakon pažljivog čitanja, lako možete sami spojiti balast.

Glavni faktor u normalnom radu fluorescentnih svjetiljki je vrsta električne struje. Budući da ovi rasvjetni uređaji rade na istosmjernoj električnoj struji, u njihov strujni krug mora biti instaliran balast ili balast. Najpopularniji je elektronički balast, koji ima niz prednosti u odnosu na elektromagnetsku jedinicu.

Glavne sorte

Danas postoje dvije vrste balasta - elektromagnetski i elektronički. Razlikuju se po načinu na koji rade, pa je vrijedno upoznati svakog od njih.

Elektromagnetski balast

Ova vrsta izvedbe uključuje serijsko spajanje induktora na svjetiljku. Također, za rad elektromagnetskih balasta potreban je starter, uz pomoć kojeg se regulira proces paljenja svjetiljke. Ovaj dio je svjetiljka s izbojem u plinu, unutar čije se žarulje nalaze bimetalne elektrode.

Uređaj radi na sljedeći način:

Kada se luminescentni uređaj vrati u normalan rad, napon na njemu i starteru je 50% manji od mrežnog napona, a to nije dovoljno za pokretanje drugog elementa. Kao rezultat toga, starter ide u onemogućeno stanje i prestaje utjecati na rad rasvjetnog uređaja.

Elektromagnetski balast karakterizira niska cijena i jednostavan dizajn. Dugo su se vremena ovi uređaji aktivno koristili u proizvodnji svjetiljki, međutim, imaju brojne nedostatke:

1. Potrebno je oko 3 sekunde da luminiscentni uređaj uđe u način rada.
2. Rasvjetni uređaji s elektromagnetskim balastom treperi tijekom rada, što negativno utječe na organe vida.
3. Potrošnja energije ovih uređaja znatno je veća u usporedbi s elektroničkim balastom.
4. Gas je bučan tijekom rada.

Zbog ovih nedostataka elektromagnetski balast za svjetiljke danas se rijetko koristi.

Elektronička implementacija

Elektronički uređaji su pretvarači napona koji napajaju fluorescentne svjetiljke. Iako su stvorene mnoge varijacije elektroničkog balasta, većina koristi jedan blok dijagram. Istodobno, proizvođači mogu napraviti određene promjene u njemu, na primjer, dodavanje kruga za kontrolu svjetline za rasvjetno tijelo.

Prijenos svjetiljke fluorescentne svjetiljke u normalan rad pomoću elektroničkog Balasti se najčešće izvode na jedan od dva načina:

1. Prije nego što se napon paljenja primijeni na katode žarulje, one se prethodno zagrijavaju. To vam omogućuje da se riješite treperenja i također povećate učinkovitost rasvjetnog uređaja.
2. Oscilatorni krug ugrađen je u dizajn svjetiljke, koji ulazi u rezonanciju prije nego što se pojavi pražnjenje u žarulji svjetiljke.

Pri korištenju druge metode, krug elektroničkog balasta implementiran je tako da je žarulja dio kruga. Čim se pojavi pražnjenje u plinovitom mediju, mijenjaju se parametri oscilatornog kruga, nakon čega on izlazi iz rezonancije. Kao rezultat toga, napon pada na radni napon.

Shema balasta za svjetiljke od 36w.

Danas su rašireni kompaktni fluorescentni uređaji s utičnicama E14 i E27. U njima se balast ugrađuje izravno u strukturu uređaja. Primjer kruga elektroničkog balasta za fluorescentne svjetiljke od 18 W prikazan je u nastavku.

Rješavanje problema i popravak

Ako postoje problemi s radom svjetiljki s plinskim izbojem, popravci se često mogu obaviti samostalno. Glavni zadatak u takvoj situaciji je utvrđivanje izvora problema– rasvjetno tijelo ili prigušnica. Da biste provjerili elektronički krug, prvo morate ukloniti linearnu svjetiljku, kratko spojiti elektrode i spojiti običnu svjetiljku. Ako počne svijetliti, onda problem nije u balastu.

Da biste riješili problem s uređajem za fluorescentnu rasvjetu, prvo trebate zazvoniti sve elemente jedan po jedan, počevši od osigurača. Ako se pokaže da ovaj dio radi, morate prijeći na provjeru kondenzatora i dioda. Ako su svi elementi balasta u dobrom radnom stanju, vrijedi provjeriti leptir za gas. Pravovremeni popravak rasvjetnog uređaja produžit će njegov vijek trajanja.