Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Электронный балласт для 18 Вт люминесцентных светильников

В статье рассматривается принципиальная схема балласта, анализируются недостатки как его электрической принципиальной схемы, так и конструкции таких балластов китайского производства.


Фото Плата электронного балласта

На фото показана плата электронного балласта для 18 Вт люминесцентных светильников. Ее принципиальная схема, нарисованная автором из осмотра монтажной платы (рис.1), очень похожа на схемы электронных балластов как для 36 Вт светильников [1], так и для компактных люминесцентных ламп [2].

Принцип работы схемы (рис.

1) и назначение ее радиоэлементов, а также ремонт подробно описаны в похожей схеме в [1].

Результаты измерений питающих напряжений данной схемы указаны на рис.1. Частота преобразования при лампе 18 Вт и напряжении сети ~220 В составляет 28 кГц.


Рис.1 Принципиальная схема электронного балласта

 

При испытаниях балласт показал свою работоспособность в диапазоне питающих напряжений ~100…~220 В, но яркость при напряжении ~100 В заметно снижается.

Хорошо выдерживает балласт и более мощную лампу, 36 Вт, его биполярные высоковольтные транзисторы МJE13005 (400 В, 4 A) работают при этом в нормальном режиме и не перегреваются, а частота преобразования увеличивается до 32 кГц.

Если сравнить принципиальною схему этого балласта (рис. 1) со схемой, представленной в [1], то между ними есть некоторые различия.

Во-первых, на питающем входе этого балласта установлен фильтр из элементов L0 (1,6 мГн) и С0 (220 нФ). Его назначение в том, чтобы не допустить проникновения продуктов преобразования в электросеть.

Во-вторых, в этом балласте в цепи питания люминесцентной лампы установлен дополнительный конденсатор С41 (47 нФ, 400 В), повышающий, вместе с конденсатором С42 (47 нФ 400 В), КПД балласта, так как лампа в такой схеме получает питание от работы обеих силовых ключей.

«Рисуя» в электронном виде принципиальною схему (рис.1), а также схемы в [1, 2], автор изобразил в них тороидальные трансформаторы нестандартно (не по ГОСТу). Почему? Светильники и компактные люминесцентные лампы с электронными балластами часто не выдерживают заявленное производителями гарантийное время работы, а вернуть в магазин поврежденный светильник (лампу) не всегда удается.

Естественно, владельцы поврежденных светильников и компактных люминесцентных ламп хотели бы сами их отремонтировать, но они не являются профессиональными ремонтниками и не знают, как это сделать. Нестандартно нарисованный в схеме тороидальный трансформатор понятнее воспринимается не профессионалами, для них эта статья с рисунком и рассчитана, как, впрочем, и статьи [1, 2].

Людей, желающих своими руками отремонтировать все, что их окружает, много, а профессиональных ремонтников мало. Автору хотелось бы, чтобы эта статья, а также статьи [1, 2] всем им помогли в ремонте.

Недостатки схемы и монтажной платы балласта

Первый недостаток. Как указывалось в [1], схема электронного балласта почти мгновенно зажигает лампу. Плохо это или хорошо? Для пользователя хорошо: включил светильник, и лампа сразу зажглась, но для долговечности лампы все наоборот. За короткое время (долю секунды) нить накала не успевает разогреться, а высокое напряжение, приложенное между ее нитями, вырывает из нити накала требуемое количество электронов, необходимое для зажигания лампы, и этим разрушает накал, понижая его эмиссионную способность.

Результат этого «вырывания электронов» – низкая долговечность ламп, особенно это касается компактных люминесцентных ламп.

Это явление хорошо известно всем тем, кто продлевал долговечность электронно-лучевой трубки телевизоров путем предварительного разогрева ее накала, а после, через несколько секунд или даже десятков секунд, подавал на него рабочие напряжения.

В электронных балластах, в которых применены специально разработанные для этого микросхемы, вышеуказанный недостаток устранен. После подачи питающего напряжения люминесцентная лампа в них зажигается с задержкой в 1…3 с. Некоторые пользователи воспринимают это как недостаток, но в действительности задержка свечения продлевает срок службы ламп.

Второй недостаток касается многих изделий китайского производства.

Для удешевления их производства китайцы часто не устанавливают радиоэлементы, которые разработчики предусмотрели в схеме и на монтажной плате. Результат такой «экономии» – аварийная ситуация.

Например, в электронном балласте, показанном на рис.1, оборвался токопроводящий слой резистора R5, установленного в цепи базы Т1. Причина обрыва – низкое качество его производства. Номинальное значение R5=6…25 Ом. После его обрыва транзистор Т1 перегрелся и взорвался. Взрыв был спровоцирован отсутствием резистора R3 (0,1…2,2 Ом) в цепи эмиттера Т1, вместо него изготовители установили перемычку (см. фото), хотя место на монтажной плате для этого резистора предусмотрено. Если бы этот резистор был установлен, то он сгорел бы, тем самым сохранив «жизнь» более дорогостоящему транзистору. Кстати, после взрыва транзистора Т1, повредился и Т2, изготовители и в его эмиттерной цепи также установили перемычку. При ремонте пришлось комплексно заменять все поврежденные и неустановленные элементы.

На киевском радиорынке транзисторы МJE13005 можно купить за 0,25 USD.

Третий недостаток, связан с нашими запущенными электросетями. Скачки напряжения в них не такие уж редкие случаи, и связаны они как с обрывом нулевого провода в 3-фазных электросетях [3], так и с грозовыми разрядами. Разработчики не предусмотрели защиты от вышеуказанных скачков, например, варисторами или сопрессорами.

Четвертый недостаток имеет уже монтажная плата. Многие из плат имеют низкое качество пайки, в результате теряется контакт радиоэлементов с монтажными дорожками, в итоге происходит повреждение. Перед повторной пайкой необходимо предварительно зачистить место повреждения.

Кроме того, монтажные платы электронных балластов не имеют защиты от конденсации влаги, которая может появиться на них при эксплуатации в зимнее время, в не отапливаемых помещениях. Один из выходов из ситуации – покрытие монтажных плат электронных балластов электроизоляционным лаком. Производители могли бы специально выпускать светильники (компактные лампы), имеющие повышенную защиту от влаги, и хотя это удорожает их стоимость, но такой товар пользовался бы спросом.

Внимание! Если вы решили отремонтировать поврежденный балласт, будьте осторожны, элементы его схемы находятся под опасным для жизни фазным напряжением 220 В/50 Гц.

Литература

  1. Власюк Н.П. Электронный блок питания (балласт) для 36 Вт люминесцентного светильника дневного света//Электрик. – 2009. – №1.
  2. Власюк Н.П. Электронный блок питания (балласт) компактной люминесцентной лампы дневного света фирмы DELUX//Радиоаматор. – 2009. – №1. – С.43.
  3. Власюк Н.П. Что делать, если из-за аварии в электросети у вас вышла из строя бытовая техника//Радиоаматор. – 2005. – №9. – С.27.

ЭПРА на дискретных элементах для ламп Т8

В статье предложен простой электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентных ламп Т8, собранный на дискретных элементах.

Люминесцентные лампы на протяжении многих десятилетий являются самым популярным источником света после ламп накаливания. Как известно, для их работы необходим пускорегулирующий аппарат (ПРА) – устройство, обеспечивающее стабильный розжиг и поддерживающее необходимый рабочий ток в лампе. Электронным пускорегулирующим аппаратам (ЭПРА), или электронным балластам, посвящено множество книг и публикаций, например [1, 2]. Универсальный ЭПРА, описанный в [1], обеспечивает “тёплый” старт для ламп и очень низкий коэффициент пульсаций светового потока (около 1 %). Но подобные устройства довольно сложны для повторения в радиолюбительских условиях, требуют редких компонентов и “чувствительны” к трассировке печатной платы, особенно к разводке общего провода. В предлагаемой статье рассмотрен более простой вариант электронного балласта, собранный из распространённых радиодеталей. Схема ЭПРА приведена на рис. 1. Он рассчитан на работу с четырьмя лампами Т8 мощностью 18 Вт либо с двумя лампами по 36 Вт (рис. 2).

Рис. 1. Схема ЭПРА

 

Рис. 2. Схема расположения ламп

 

Основные технические характеристики

Напряжение питания, В . ….155…240

Максимальный потребляемый ток (4 лампы по 18 Вт), мА……………………..330

Коэффициент мощности (4 лампы по 18 Вт), не менее…………………….0,96

Коэффициент пульсаций светового потока, %, не более ……………………18

КПД, не менее……………….0,9

Частота преобразователя, кГц………………………65 

За основу взят полумостовой автогенератор “электронного трансформатора” для галогенных ламп, описанный в [3]. Отличия заключаются в выходном каскаде, в наличии пассивного корректора мощности (в “электронном трансформаторе” для галогенных ламп [3] он не нужен) и изменённой цепи запуска. В остальном принцип его работы аналогичен.

Выходной каскад – это два последовательных LC-контура, включённых параллельно: Т2 (обмотка I), С11 и Т3 (обмотка I), С12. Каждый контур рассчитан на нагрузку 36 Вт, т. е. две лампы по 18 Вт либо одна лампа мощностью 36 Вт. Резонансная частота контуров – около 60 кГц.

Пассивный корректор мощности собран на диодах VD5-VD8 и конденсаторах C5, C6. Он служит для корректировки формы потребляемого устройством тока. Это обеспечивает коэффициент потребляемой мощности близким к единице. При желании корректор можно исключить, но в этом случае коэффициент мощности не будет превышать 0,5…0,6.

Запуск автогенератора осуществляется без “привычного” в подобных устройствах динистора. Это позволило упростить устройство и избежать главного недостатка динисторного запуска, связанного, по мнению автора, с разбросом параметров самого динистора, который может приводить к нестабильному запуску автогенератора при пониженном напряжении сети. Запуск осуществляется подачей напряжения смещения “напрямую” на базу транзистора VT2 через резисторы R3, R4, а также на колебательный контур, образованный элементами С9, L2, обмоткой II трансформатора T1. Возникающие в нём колебания в сумме с приложенным напряжением смещения и приводят к открыванию транзистора VT2. Сопротивление резисторов R3, R4 подобрано так, что протекающий через них ток недостаточен для удержания в открытом состоянии VT2 в момент возникновения в обмотке II трансформатора T1 напряжения обратной полярности, т. е. в момент, когда откроется транзистор VT1.

Изменение цепи запуска и увеличение рабочей частоты преобразователя с 35 кГц (в “электронном трансформаторе” для галогенных ламп) до 65 кГц позволило добиться устойчивого пуска балласта при понижении напряжения в сети до 145…155 В, а также несколько уменьшить габариты выходных трансформаторов Т2 и Т3.

Балласт собран на печатной плате размерами 116×42 мм из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Чертёж проводников показан на рис. 3, расположение элементов – на рис. 4. Все элементы для поверхностного монтажа (VD1-VD4, R2-R5) расположены со стороны печатных проводников, выводные – на противоположной стороне платы. Конденсаторы С2-С4, С7, С10, С13 – любые плёночные, подходящих габаритов на номинальное напряжение не менее 400 В (постоянного тока – VDC), С11, С12 – на 1600 В (VDC), С1 – керамический на напряжение 1500 В (VDC), но лучше применить помехопо-давляющий конденсатор Y-класса на номинальное напряжение не менее 275 В (переменноготока – VAC). Диоды FR107 (VD5-VD12) можно заменить любыми быстродействующими выпрямительными с обратным напряжением не менее 600 В и прямым током не менее 300 мА. Трансформатор T1 намотан на кольцевом магнитопроводе (магнитная проницаемость – 2300) с внешним диаметром 9, внутренним – 5 и высотой кольца – 3,5 мм. Обмотки I и II содержат по четыре витка, обмотка III имеет два витка одножильного провода диаметром 0,3 мм. Направление всех обмоток должно быть одинаковым. Обмотки I и II должны иметь индуктивность 16 ±15 % мкГн, обмотка III – 4 мкГн. Выходные трансформаторы Т2 и Т3 намотаны на магнитопроводах Е20/10/6 из материала N27 (Epcos) или аналогичных с немагнитным зазором около 1 мм. Первичные обмотки содержат по 130 витков жгута из шести проводов диаметром 0,1…0,15 мм. При отсутствии шестижильного жгута можно использовать одножильный провод диаметром 0,25…0,35 мм, однако при этом нагрев трансформаторов увеличится на 10…15 оС. Вторичные обмотки имеют по 13 витков одножильного провода диаметром 0,3 мм. Индуктивность первичных обмоток должна быть 1±15 % мГн. Дроссели L1, L2 – стандартные, например ЕС24.

Рис. 3. Чертёж проводников

 

Рис. 4. Расположение элементов

 

Фотографии печатной платы собранного устройства приведены на рис. 5, рис. 6. Фотографии работающего балласта с лампами – на рис. 7 и рис. 8. Правильно собранное устройство начинает работать сразу и налаживания не требует.

Рис. 5. Печатная плата устройства в сборе 

 

Рис. 6. Печатная плата устройства в сборе

 

Рис. 7.  Работающий балласт с лампами

 

Рис. 8. Работающий балласт с лампами

 

Литература

1. Лазарев В. Универсальный ЭПРА с “тёплым” стартом для люминесцентных ламп Т8. – Радио, 2015, № 9, с. 31-35.

2. Давиденко Ю. Н. Настольная книга домашнего электрика: люминесцентные лампы. – СПб.: Наука и Техника, 2005.

3. Лазарев В. “Электронные трансформаторы” для галогенных ламп 12 В. – Радио, 2015, №8, с. 32-36.

Автор: В. Лазарев, г. Вязьма Смоленской обл.

Обзор работоспособных схем подключения люминесцентных ламп

Люминесцентная лампа — источник света, где свечение достигается за счет создания электрического разряда в среде инертного газа и ртутных паров. В результате реакции возникает незаметное глазу ультрафиолетовое свечение, воздействующее на слой люминофора, имеющийся на внутренней поверхности стеклянной колбы. Стандартная схема подключения люминесцентной лампы — прибор с электромагнитным балансом (ЭмПРА).

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 404
Источник: https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/sxema-podklyucheniya-lyuminescentnoj-lampy.html

Кратко об особенностях работы ламп

Строение люминесцентной лампы

Каждый из таких приборов является герметичной колбой, наполненной специальной смесью газов. При этом смесь рассчитана таким образом, чтобы на ионизацию газов уходило гораздо меньшее по сравнению с обыкновенными лампами накаливания количество энергии, что позволяет заметно экономить на освещении.

Чтобы люминесцентная лампа постоянно давала свет, в ней должен поддерживаться тлеющий разряд. Для обеспечения такового осуществляется подача требуемого напряжения на электроды лампочки. Главная проблема заключается в том, что разряд может появиться только при подаче напряжения, существенно превышающего рабочее. Однако и эту проблему производители ламп с успехом решили.

Люминесцентные лампы

Электроды установлены по обеим сторонам люминесцентной лампы. Они принимают напряжение, благодаря которому и поддерживается разряд. У каждого электрода есть по два контакта. С ними соединяется источник тока, благодаря чему обеспечивается прогревание окружающего электроды пространства.

Таким образом, люминесцентная лампа зажигается после прогрева ее электродов. Для этого они подвергаются воздействию высоковольтного импульса, и лишь затем в действие вступает рабочее напряжение, величина которого должна быть достаточной для поддержания разряда.

Сравнение ламп

Световой поток, лмСветодиодная лампа, ВтКонтактная люминисцентная лампа, ВтЛампа накаливания, Вт
50 1 4 20
100 5 25
100-200 6/7 30/35
300 4 8/9 40
400 10 50
500 6 11 60
600 7/8 14 65

Под воздействием разряда газ в колбе начинает излучать ультрафиолетовый свет, невосприимчивый человеческим глазом. Чтобы свет стал видимым человеку, внутренняя поверхность колбы покрывается люминофором. Это вещество обеспечивает смещение частотного диапазона света в видимый спектр. Путем изменения состава люминофора, меняется и гамма цветовых температур, благодаря чему обеспечивается широкий ассортимент люминесцентных ламп.

Как подключить люминесцентную лампу

Лампы люминесцентного типа, в отличие от простых ламп накаливания, не могут просто включаться в электрическую сеть. Для появления дуги, как отмечалось, должны прогреться электроды и появиться импульсное напряжение. Эти условия обеспечиваются при помощи специальных балластов. Наибольшее распространение получили балласты электромагнитного и электронного типа.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2308
Источник: https://stroyday.ru/remont-kvartiry/elektropribory-i-osveshhenie/sxema-podklyucheniya-lyuminescentnyx-lamp.html

Вступление

Существует два способа подключения люминесцентных ламп: при помощи стартера и дросселя (ЭМПРА) и при помощи электронного пускового аппарата (ЭПРА). Нельзя сказать, что они отличаются принципиально, но в схемах подключения задействованы различные устройства.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 267
Источник: https://ehto.ru/shemy-podklyuchenij/shemy-podklyucheniya-lyuminestsentnyh-lamp

Подключаем, используя электромагнитный балласт

Электромагнитный Пускорегулирующий аппарат, сокращённой аббревиатурой для него является ЭмПРА. Также часто называют дросселем. Мощность такого устройства должна быть равной той мощности, которую потребляют лампы при работе. Довольно старая схема, с помощью которой раньше подключали люминесцентные лампы.

Схема с электромагнитным балластом

Принцип работы такого устройства состоит в следующем. После начала подачи тока, он попадает на стартер, после чего на небольшой период времени биметаллические электроды замыкаются. Благодаря этому, весь ток, который появляется в цепи, замыкается между электродами и ограничивается только сопротивлением дросселя.

Таким образом, он возрастает примерно в три-четыре раза, и электроды начинают практически моментально разогреваться.

Таким образом, именно дроссель образует сильный разряд в среде газов, и они начинают выделять свой свет. После включения, напряжение в схеме будет равно примерно половине от входящего с сети.

Такого показателя мало для создания повторного импульса, из-за чего лампа начинает стабильно работать.

Какими недостатками она обладает:

  1. Сравнивая со схемой, где применяется электронный балласт, расход электроэнергии выше на десять-пятнадцать процентов.
  2. В зависимости от того, сколько лампа уже проработала времени, период запуска будет увеличиваться и может дойти до трёх-четырёх секунд.
  3. Такая схема подключения люминесцентных ламп со временем способствует появлению гудения. Такой звук будет исходить от пластин дросселя.
  4. В процессе работы светильника будет довольно высокий коэффициент пульсации света. Такое явление негативно сказывается на зрении человека, а при продолжительном нахождение действие таких мерцающих лучей может стать причиной ухудшения зрения.
  5. Неспособны работать при низкой температуре. Таким образом, отпадает возможность использовать такие лампы на улице или в неотапливаемых помещениях.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 1922
Источник: http://ProOsveschenie.ru/proizvodstvennye-pomeshheniya/skhema-vklyucheniya-lyuminescentnykh-lamp.html

Подключаем лампу, используя электронный балласт

Главным отличием такой системы от электромагнитной то, что напряжение, которое доходит до самой лампы имеет повышенную частоту начиная от 25 и доходит до 140 кГц. Благодаря повышению частоты тока, значительно уменьшается показатель мерцания, и он находит на таком уровне, который уже не является слишком вредным для человеческого глаза.

Подключение с ЭПРА

Система ЭПРА используется специальный автогенератор в своей схеме, такое дополнение включает трансформатор и выходной каскад на всех транзисторах. Зачастую производители указывают схему прямо на задней части блока светильника. Таким образом, у вас сразу есть наглядный пример, как правильно подключить и установить устройство для работы от сети.

Преимуществами стартерной схемы подключения

  • Стартерная система продлевает период работы светильника.
  • Особый принцип работы также продлевает период службы примерно на десять процентов.
  • Благодаря принципу действия, устройство экономит около двадцати-тридцати процентов потребляемой электроэнергии.
  • Облегчённая установка, так как производитель указывает схему, по которой должна происходить установка взятого вами светильника.
  • Во время работы практически полностью отсутствует мерцание и шум от светильника. Такие явления присутствуют, но они незаметны для человека и никак не влияют на здоровье.

Существуют модели, которые поддерживают установку диммера в качестве регулятора. Установка таких приборов несколько отличается от стандартной установки.

Подведём итог

Мы постарались раскрыть вопрос как подключить люминесцентную лампу, показали схемы, с помощью которых происходит подключение люминесцентных ламп. Разобравшись со схемой электромагнитного и электронного балласта, вы можете решить какую лучше использовать именно в вашем случае. Но так как первая имеет ряд значительных недостатков, то скорей всего выбор ляжет именно на электронный балласт.

Причины неисправностей — решение проблем

Схема электронного дросселя была придумана позже, и разрабатывалась специально для того, чтобы убрать все недостатки электромагнитного аналога, с целью максимального повышения качества освещения с помощью люминесцентных ламп.

Установка таких устройств уже не составляет особого труда, как это было раньше. Производители начали указывать схему, по которой производится установка на тыльной стороне прибора что значительно облегчает работу монтажника.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 2468
Источник: http://ProOsveschenie.ru/proizvodstvennye-pomeshheniya/skhema-vklyucheniya-lyuminescentnykh-lamp.html

Схемы подключения люминесцентных ламп при помощи ЭМПРА

ЭМПРА это электромагнитный пускорегулирующий аппарат, а по сути, обычный дроссель. В схеме подключения ЭМПРА обязательно задействуется стартер, который создает первый импульс для начала свечения люминесцентной лампы.

Читать, ЭПРА и ЭмПРА. В чем отличия пускорегулирующих аппаратов

Схема подключения люминесцентной лампы ЭМПРА

Данная схема подключения используется в большинстве стандартных одноламповых светильниках местного освещения эконом класса.

Схема индуктивная реализация

  • Напряжение питания 220 Вольт;
  • Дроссель (LL) подключается последовательно к проводу питания и выводу 1 лампы;
  • Стартер подключается параллельно к выводам 2 и 3 лампы;
  • Вывод  4 лампы подключается ко второму проводу питания;
  • В схеме участвует конденсатор, который снижает импульс напряжения, увеличивает срок службы стартера и снижает радиопомехи при работе светильника.

Схема индуктивно-ёмкостная реализация

Вторая схема подключения называется индуктивно-ёмкостной. В ней дроссель и конденсатор (индуктивное и ёмкостное сопротивление схемы) включаются последовательно. Стартер по-прежнему подключен параллельно вывода 2-3 лампы.

Схема подключения 2-х люминесцентных ламп до 18 Вт (ЭМПРА)

Несколько меняются схемы подключений при двух лампах. Наиболее распространены две схемы для ламп до 18 Вт (последовательная) и ламп 36 Вт (параллельная).

В первой схеме, по-прежнему участвуют два стартера, один стартер для каждой лампы. Дроссель подключается, как в схеме с индуктивной реализацией. Мощность дросселя подбирается суммированием мощности ламп.

Важно! В данной (последовательной) схеме необходимо использовать стартеры на 127 (110-130) Вольт. Мощность ламп не может быть больше 22 Вт.

Во второй параллельной схеме, участвуют уже два дросселя (LL1 и LL2). Стартеров по-прежнему два, один стартер для каждой лампы.

Важно! В данной схеме используются стартеры на 220-240 Вольт. Мощность ламп до 80 Вт.

Важно замечание. Современные ЭмПРА выпускаются в едином корпусе. Для подключения на корпусе есть только выводы контактов. Схема подключения ламп указывается на корпусе.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 2080
Источник: https://ehto.ru/shemy-podklyuchenij/shemy-podklyucheniya-lyuminestsentnyh-lamp

Порядок подключения

Все необходимые коннекторы и провода обычно идут в комплекте с электронным балластом. Со схемой подключения вы можете ознакомиться на представленном изображении. Также подходящие схемы приводятся в инструкциях к балластам и непосредственно осветительным приборам.

В такой схеме лампа включается в 3 основные стадии, а именно:

  • электроды прогреваются, благодаря чему обеспечивается более бережный и плавный пуск и сохраняется ресурс прибора;
  • происходит создание мощного импульса, требующегося для поджига;
  • значение рабочего напряжение стабилизируется, после чего напряжение подается на светильник.

Современные схемы подсоединения ламп исключают необходимость применения стартера. Благодаря этому риск перегорания балласта в случае запуска без установленной лампы исключается.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 794
Источник: https://stroyday.ru/remont-kvartiry/elektropribory-i-osveshhenie/sxema-podklyucheniya-lyuminescentnyx-lamp.html

Замена лампы

Если отсутствует свет и причина проблемы лишь в том, чтобы заменить перегоревшую лампочку, действовать нужно следующим образом:

  1. Разбираем светильник. Делаем это осторожно, чтобы не повредить прибор. Поворачиваем трубку по оси. Направление движения указано на держателях в виде стрелочек.
  2. Когда трубка повернута на 90 градусов, опускаем ее вниз. Контакты должны выйти через отверстия в держателях.
  3. Контакты новой лампочки должны находиться в вертикальной плоскости и попадать в отверстие. Когда лампа установлена, поворачиваем трубку в обратную сторону. Остается лишь включить электропитание и проверить систему на работоспособность.
  4. Завершающее действие — монтаж рассеивающего плафона.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 693
Источник: https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/sxema-podklyucheniya-lyuminescentnoj-lampy.html

Пара ламп и один дроссель

  Обогрев теплицы: виды отопления, пошаговые рекомендации обустройства своими руками (20 Фото & Видео) +Отзывы

Схема с одним дросселем

Стартеров здесь понадобится два, а вот дорогостоящий ПРА вполне можно использовать один. Схема подключения в этом случае будет чуть сложней:

вернуться к меню

Блок: 6/8 | Кол-во символов: 325
Источник: https://krrot.net/shema-podklyucheniya-lyuminestsentnyh-lamp/

Проверка работоспособности системы

После подключения люминесцентной лампы следует убедиться в ее работоспособности и в исправности пускорегулирующих устройств. Для проведения испытаний понадобится тестер, с помощью которого проверяют катодные нити накала. Допустимый уровень сопротивления — 10 Ом.

Если тестер определил сопротивление как бесконечное, необязательно выбрасывать лампочку. Данный источник света еще сохраняет функциональность, но использовать его нужно в режиме холодного запуска. В обычном состоянии контакты стартера разомкнуты, а его конденсатор не пропускает постоянный ток. Иными словами, прозвон должен показывать очень высокое сопротивление, которое иной раз достигает сотен Ом.

После прикосновения щупами омметра дроссельных выводов сопротивление постепенно снижается до постоянной величины, присущей обмотке (несколько десятков Ом).

Обратите внимание! О неисправном состоянии дросселя говорит перегорание недавно поставленной лампочки.

Достоверно определить межвитковое замыкание в дроссельной обмотке, используя обычный омметр, не получится. Однако если в приборе есть функция замера индуктивности и данные по ЭмПРА, несоответствие значений укажет на наличие проблемы.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 1189
Источник: https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/sxema-podklyucheniya-lyuminescentnoj-lampy.html

Подключение без дросселя

  Инфракрасный потолочный обогреватель с терморегулятором — современные технологии в вашем доме (Цены) +Отзывы

В данном подключении дроссель не используется

Этот способ используется в основном в старых лампах при выходе из строя балласта. Сделать это можно посредством использования постоянного тока, номинал которого выше обычного. То есть напряжение в момент пуска следует повысить. Сила этого напряжения подбирается исходя из характеристик как сети, так и самого источника света.

Для подключения люминесцентной лампы без дросселя требуется подсоединение диодного моста (или пары диодов). Контакты замыкаются с обеих сторон попарно. На одну сторону источника освещения должен приходиться плюс, на другую минус.

Подобную схему можно использовать даже при сгоревшей нити накаливания. Ведь цилиндр с газом при этом способе будет подпитываться за счет постоянного напряжения. Учтите лишь, что данный способ можно использовать на короткий период – со временем труба быстро потемнеет, а затем из-за выгорания люминофора вовсе перестанет излучать свет.

вернуться к меню

Блок: 7/8 | Кол-во символов: 1101
Источник: https://krrot.net/shema-podklyucheniya-lyuminestsentnyh-lamp/

Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 18620
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:
  1. https://stroyday.ru/remont-kvartiry/elektropribory-i-osveshhenie/sxema-podklyucheniya-lyuminescentnyx-lamp.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 3102 (17%)
  2. http://ProOsveschenie.ru/proizvodstvennye-pomeshheniya/skhema-vklyucheniya-lyuminescentnykh-lamp.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 4390 (24%)
  3. https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/sxema-podklyucheniya-lyuminescentnoj-lampy.html: использовано 5 блоков из 6, кол-во символов 4476 (24%)
  4. https://krrot. net/shema-podklyucheniya-lyuminestsentnyh-lamp/: использовано 4 блоков из 8, кол-во символов 4305 (23%)
  5. https://ehto.ru/shemy-podklyuchenij/shemy-podklyucheniya-lyuminestsentnyh-lamp: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 2347 (13%)

Современные электронные балласты своми руками.

РадиоКот >Лаборатория >Аналоговые устройства >

Современные электронные балласты своми руками.

        Освещение лампами дневного света имеет значительное преимущество перед лампами накаливания: экономичность, более длительный срок службы, высокий КПД, малое количество тепла рассеиваемого лампой, спектр света излучаемого данными лампами более близок к естественному, по сравнению со столь привычными накальными. И естественно имеют недостатки, это: сложность включения ламп дневного освещения, возникновение стробоскопических эффектов на движущихся механизмах, сравнительная дороговизна.
        Несмотря на сильное развитие современных электронных балластов для питания ламп дневного освещения (ЛДС), стандартной схемой включения ЛДС принято считать схему изображенную на рисунке.

Принцип действия прост, но всё таки требует определённых условий для нормального эксплуатирования ЛДС. Для зажигания люминесцентной лампы и ее нормальной работы требуется стартер (пусковое устройство), дроссель (ПРА — пускорегулирующий аппарат), конденсаторы. Стартер служит для автоматического включения и выключения предварительного накала электродов. Он представляет собой баллон из стекла, наполненный инертным газом, в котором находятся металлический и биметаллический электроды, выводы которых соединены с выступами в цоколе для крепления в схеме лампы. При включении лампы согласно вышеуказанной схеме, а на электроды лампы и стартера подается напряжение сети, которое достаточно для образования тлеющего разряда между электродами стартера. Поэтому в цепи протекает ток тлеющего разряда стартера, примерно 0,01… 0,04 А. Тепло, выделяемое при протекании тока через стартер, нагревает биметаллический электрод, который выгибается в сторону другого электрода. Через промежуток времени тлеющего разряда 0,2… 0,4 с контакты стартера замыкаются, и по цепи начинает течь пусковой ток, величина которого определяется напряжением сети и сопротивлениями дросселя и электродов лампы. Этого тока не достаточно для нагревания электродов стартера, и биметаллический электрод стартера разгибается, разрывая цепь пускового тока. Предварительно пусковой ток разогревает электроды лампы. Благодаря наличию в цепи индуктивности, при размыкании контактов стартера в цепи возникает импульс напряжения зажигающий лампу. Время разогрева электродов лампы составляет 0,2… 0,8 секунд что в большинстве случаев недостаточно, и лампа может не загореться с первого раза, и весь процесс может повториться. Общая длительность пускового режима лампы составляет 5… 15 с. Длительность пускового импульса при размыкании контактов стартера составляет 1… 2 мкс, что недостаточно для надежного зажигания лампы, поэтому параллельно контактам стартера включают конденсатор емкостью 5… 10 пФ. Дроссель, представляющий собой обмотку, намотанную на сердечник из листовой электротехнической стали, облегчает зажигание лампы, а также ограничивает ток и обеспечивает ее устойчивую работу (иногда дроссель заменяют компенсирующим конденсатором, лампочкой накаливания небольшой мощности). На рисунке 1, приведена простейшая схема стартерного зажигания люминесцентной лампы, включенной в сеть 127—220 В. Проблема рассматриваемой схемы в том что в момент размыкания стартера не всегда совпадает с полуволной напряжения сети, и срабатывание стартера происходит вхолостую. Схема конечно куда проще, чем те которые будут описываться ниже. Но всё таки схемы рассматриваемые далее находят своё применение в действительно качественных и экономичных системах освещения.
        И так…

        Что же относительно конкретных схемных решений, то я постараюсь осветить решения на основе микросхем фирмы-производителя International Rectifier.
        Схема представленная на рисунке, представляет собой преобразователь сетевого напряжения 220 В, 50 Гц в 160 В 33 кГц. Именно полученные выходные параметры и являются теми факторами, значительно повышающими эксплуатационные характеристики источников света на основе ЛДС.
        Первый фактор: Полностью исключается беспорядочное мерцание лампы в момент первоначального запуска.
        Второй: Возникающий во время старта потенциал, достаточный для гарантированного поджога лампы с первого раза. Время запуска составляет примерно 0,5 сек.
        Третий: Благодаря высокочастотной коммутации, газ в лампе не успевает деионизироваться в периодах спадания синусоиды питающего тока до нуля, а значит для нормальной работы лампы требуется меньшее напряжение. Это основная экономия электроэнергии.
        Четвёртый: Полное отсутствие стробоскопического эффекта на движущихся механизма, вследствии отсутствия 100Гц (удвоенной частоты сети) пульсаций света.
        Пятый: Требуется дроссель с меньшей индуктивностью, а значит и с меньшими размерами, весом, тепловыми, омическими потерями и стоимость.
        Перед выше перечисленым можно смело ставить знак “+”
        Ну и куда же деться от недостатков, они у нас таковы:
        Первый: Относительная сложность схемы.
        Второй: Относительно высокая стоимость изготовления такого аппарата (если речь идёт о питании одной лишь лампы).
        Третий: Высокий уровень ЭМИ.
        
        Схема состоит из основных узлов: фильтр питающего напряжения, выпрямитель сетевого напряжения, генератор-драйвер управления высоковольтными MOSFET транзисторами, полумост ключей и нагрузка в роли которой выступает лампа с балластным дросселем.
        Ничего особо необычного схема не содержит и не является сложной.
        Сетевое напряжение подаётся через сетевой фильтр L1, C2. Поступает на выпрямитель VD1, C3. Сформированные на конденсаторе С3 310В напрямую запитывают полумост транзисторов VT1, VT2 и через гасящий резистор R2 получаем необходимые для работы микросхемы 9-10В.
        После подключения к сети примерно через 0,5 секунды на выходе схемы (правая по схеме обкладка конденсатора С8) появляется меандр в 165В с небольшой “полочкой” между открытыми состояниями транзисторов. Поданное на лампу ВЧ напряжение в течении ещё примерно 0,5 сек. прогревает катоды. Проявляется это в виде кратковременного тусклого оранжевого свечения катодов, после достаточной ионизации газа в колбе лампы, за счёт высоковольтных выбросов с дросселя L2, газовый промежуток пробивается. И, как же без последствий — лампа зажглась! Дальнейшая работа сопровождается прогревом лампы и индуктивности в результате чего яркость несколько увеличивается.
        “Двигателем” схемы является микросхема генератор-драйвер. В содержимом которой можно разобраться исходя из вот этого рисунка:

        Микросхема содержит подобие 555-го таймера, фазорасщепляющий триггер, формирователь “мёртвого” промежутка позволяющий избежать сквозного тока в выходных ключах, схему питания драйвера верхнего ключа, схему контроля заниженного напряжения, стабилитрон основного питания и даже цепь задержки, позволяющая выровнять время распространения сигналов по каналам верхнего и нижнего ключа, а также ещё несколько дополнительных узлов, в которых разбираться нет смысла.

Элемент

Номинал

Примечание

R1

18K

0,125Вт

R2

68K

2Вт

R3, R4

36Ом

0,125Вт

С1, С2, С8

0,1

Плёнка

C3

47,0 x 400V

Электролитический

C4

1nF (1000пФ)

Только плёнка!

C5

220,0 х 25В

Электролитический

C6

2700. .. 4000пФ х 1кВ

Только керамика

C7

22,0 х 25В

Электролит. Можно зашунтировать керамикой 0,1мкФ

DA1

IR2153

Или IR2153D при этом VD2 может отсутствовать

VT1, VT2

IRF840

IRF840G, IRF720, IRF720G

VD1

RB157

Не менее 1А, 400В

VD2

10DF4

1N4937

L2

1,65. .. 1,85 млГн

(Заводской) Ток насышения не менее 0,5А.

        Что из этого всего вышло смотрим на этом фото.

        По воле случая, на данной конструкции, элементы С8 и L2 “переехали” на отдельную плату располагаемую непосредственно вблизи ламп. Так же с целью уменьшения устройства удалён фильтр питания.
        Смотрим. Кликабельно.

        Схема о которой идёт речь, превосходно питает две лампы. При этом транзисторы обходятся без таплоотводов. При большем значении потребляемой мощности, может потребоваться теплоотвод.

        О изготовлении дросселей поговорим в следующей части.
        А вот так выглядит схема в корпусе.

        На этом не всё. Ждём часть вторую.

О результатах удачно/неудачно запущенной схемы, сообщаем в форум, тут же принимаются вопросы и комментарии.
Удачи.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

ЭПРА – электронный балласт для люминесцентных ламп на IR2155. Схема

Что такое ЭПРА? ЭПРА — это электронный пускорегулирующий аппарат, который является балластом для люминесцентных ламп.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

По сравнению со стандартным дросселем и стартером использование схемы ЭПРА  для люминесцентных ламп имеет ряд преимуществ:

  1. Люминесцентная лампа ЭПРА включается сразу без предварительного мерцания.
  2. Лампа питается высокочастотным напряжением, что в свою очередь снижает зрительное напряжение.
  3. Продевает срок службы лампы.
  4. Выше энергоэффективность (КПД).

Пожалуй, единственным недостатком является высокая цена в магазине.

Схема приведенного в данной статье электронного балласта для люминесцентных ламп построена на микросхеме IR2155, которая представляет собой драйвер МОП транзисторов (MGD) с внутренним генератором.

Несколько моментов, которые необходимо учитывать при проектировании ЭПРА:

  • Частота коммутации должна быть выше 30 кГц.
  • Частота переключения должна быть низкой для минимизации размеров дросселя.
  • Стартовый конденсатор для ламп с током I > 300mA должен иметь емкость около 10nF

Схему балласта образно можно поделить на три части.

Первая часть является источником питания. На входе источника питания установлены входной предохранитель и NTC термистор. Это необходимо для ограничения пускового тока и защиты выпрямительных диодов. Термистор при подаче питания через некоторое время разогревается и его сопротивление падает до нуля. Термистор можно найти в любом нерабочем блоке питания компьютера.

Конденсаторы C1 и C2 вместе с дросселем Lf образуют фильтр. Эти элементы так же можно взять из БП компьютера. Значения C1 и C2 не являются критическими и могут быть в пределах 100n…470n на 250 вольт.

Далее идет стандартный выпрямительный мост на диодах 1N4007. Величина емкости фильтрующего конденсатора С3 выбирают равной 0,5мкФ — 1мкФ на каждый ватт мощности используемой лампы и рассчитанного на напряжение не менее 400В.

Сопротивление балластного резистора R1 составляет около 27к на 6 Вт. Он состоит из трех параллельно соединенных резисторов сопротивлением 82к/2Вт каждый.

Вторая часть является драйвером. Резистор R2 и конденсатор C5 образуют RC-цепь определяющую частоту работы внутреннего генератора микросхемы.

Частоту можно рассчитать следующим образом:

F = 1 / (1,4 * (R2 + 75) * C5)

К примеру, для получения частоты в 35кГц необходимо взять резистор R2 сопротивлением 36к и конденсатор C5 емкостью 560р.

Микросхема IR2155 содержит так же Hi и Lo драйвер MOSFET транзисторов. Таким образом, в схему добавлены диод D1 и конденсатор С6. Диод должен быть высокочастотным, например, FR105 или FR107. Обычные диоды здесь не подходят, такие как, например, 1N4007 и тому подобное. Конденсатор C6 емкостью 100n. Транзисторы T1 и T2 — полевые и рассчитанные на рабочее напряжение не менее 400 вольт. Я выбрал IRF740, но можно использовать и другие экземпляры: IRF840 и т.д. Элементы Rb (10 Ом) и Cb (1n на 600В) служат для уменьшения времени переключения.

Третья часть – цепь подключение лампы. Он состоит из блокирующего конденсатора 470n на 400 вольт. Значение это не является критическим и может быть в районе 100n…1000n. Дроссель Ls вместе с конденсатором Cs образуют резонансный контур. Резонанс должен быть близко к частоте возбуждения, в противном случае лампа не будет гореть. Индуктивность дросселя около 1,35mH. Дроссель намотан на катушку с сердечником EE площадью 40 мм2, его так же можно найти в БП от компьютера. Обмотка содержит 150 витков провода диаметром 0,4 мм. Немагнитный зазор должен быть около 0,8 мм.

Конденсатор Cs емкостью 15n и должны быть рассчитан, по крайней мере, на 630 вольт. Резонансная частота работы составляет 35 кГц. PTC (варистор) — является положительным термистором. В холодном состоянии его сопротивление имеет практически нулевое значение и поэтому шунтирует конденсатор Cs. При нагреве сопротивление увеличивается, и заряд на конденсаторе Cs зажигает люминесцентную лампу. PTC используется только для прогрев электродов лампы. Его, конечно же, можно не устанавливать, но с ним срок службы лампы значительно увеличивается.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что схема не сложная, все детали, за исключением IR2155, можно «добыть» из старого БП компьютера. вместо IR2155 можно применить IR2153 и IR2151.

Внимание. Элементы схемы не имеют гальванической развязки с электросетью 220 вольт. Необходимо соблюдать технику безопасности при настройке и эксплуатации устройства!

http://choze.aspone.cz/ezp.aspx

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час. ..

Схема электро балласта люминесцентных ламп. Как работает электронный балласт и его схема

Если кто-то не знает, как работают люминесцентные лампы, то важным моментом здесь является электрический ток, но не в плане питания, а в плане его вида. Люминесцентные лампы работают от постоянного тока, поэтому в электрическую схему светильника устанавливается так называемый регулируемый высокочастотный инвертор или по-другому электронный балласт. По сути, это обычный выпрямитель, только от стандартного прибора его отличает небольшие размеры, а соответственно и небольшой вес. Как приятное добавление инвертор не издает шума при работе. Давайте рассмотрим в этой статье, что собой представляет электронный балласт – схема его внутренней начинки.

В первую очередь необходимо отметить тот факт, что прибор отвечает не только за выпрямление переменного тока, но и за пуск самой лампы. То есть, его можно сравнить с обычным (стандартным) дроссельным контактом. Правда, надо быть до конца откровенным и сказать, что электронный балласт для люминесцентных ламп является прибором капризным, поэтому его срок годности оставляет желать лучшего.

Разновидности и назначение

В настоящее время производители предлагают два основных типа:

  • Одиночные.
  • Парные.

Здесь все понятно. Одиночные предназначаются для включения одной лампы, парные для нескольких, соединенных в единую сеть. Самое важно, выбирая инвертор, необходимо учитывать общую яркость светильника в целом, потому что именно по этому показателю и подбирается балласт для люминесцентных ламп.

Итак, кроме вышеописанных функций, для чего еще необходим электронный балласт.

  1. Установленный в схему инвертор должен обеспечить подачу постоянного тока, тем самым обеспечить источник света равномерным излучением без мерцания.
  2. При помощи него производится быстрое включение лампы. Без него она загорится тоже, но только через несколько секунд и при работе будет обязательно гудеть.
  3. Скачки напряжения – враг номер один для системы освещения. Так вот балласт сглаживает данные скачки за счет выпрямления тока в независимости от его амплитуды.
  4. В схеме электронного балласта есть специальный регулятор. Он фиксирует неисправности внутри самого светильника. Если поломка обнаружена, регулятор тут же отключает источник света от подачи электрического тока.

Внимание! Многие производители в схемах используют различные детали и элементы, с помощью которых можно экономить потребляемую электроэнергию. Во многих моделях данный показатель составляет 20%. Неплохой результат.

Как работает балласт

Как уже было сказано выше, балласт для люминесцентных ламп – это практически дроссель. Поэтому данный прибор и выпрямляет электрический ток, и тут же нагревает катоды люминесцентных ламп. После чего на них поступает то количество напряжения, которое быстро включает осветительный прибор. Напряжение выставляется специальным регулятором, который установлен в схеме инвертора, именно им устанавливается диапазон напряжений. Вот почему мерцание источника света отсутствует.


В схеме также присутствует свой собственный стартер. Он отвечает за передачу напряжения и за зажигание. Когда включается лампа, на микросхеме балласта напряжение падает, соответственно снижается и сила тока. Это дает возможность найти оптимальный режим работы светильника.

В настоящее время люминесцентные светильники комплектуются двумя видами балластов:

  • С плавным запуском – это так называемый холодный вариант.
  • Быстрый запуск – горячий. Сюда в основном относятся дроссели ПРА.


Очередная прогулка по магазинам завершилась покупкой балласта для ламп дневного освещения. Балласт на 40 ватт, способен питать одну мощную ЛДС или две маломощные по 20 ватт.

Интересно то, что цена такого балласта недорога, всего 2 доллара. Для некоторых, покажется, что все-таки 2$ за балласт дороговато, но после вскрытия, оказалось, что в нем использованы компоненты в разы дороже общей цены балласта. Одна только пара мощных высоковольтных транзисторов 13009 уже стоят более доллара каждый.



Кстати, срок службы ЛДС зависит от способа запуска лампы. Из графиков видно, что холодный старт резко сокращает срок службы лампы.


Особенно в случае применения упрощенных электронных балластов, которые резко выводят ЛДС в рабочий режим. Да и способ питания лампы постоянным током также снижает срок службы. Незначительно – но всё-таки снижает. Примеры – на схемах ниже:




Простая схема электронного балласта (без микросхемы управления) почти мгновенно зажигает лампу. И для долговечности лампы это плохо. За короткое время нить накала не успевает разогреться, а высокое напряжение, приложенное между ее нитями, вырывает из нити накала требуемое количество электронов, необходимое для зажигания лампы, и этим разрушает накал, понижая его эмиссионную способность. Типовая принципиальная схема электронного балласта:



Поэтому рекомендуется выбирать белее серьёзную схему, с задержкой подачи питания (клик для увеличения):
В схеме купленного балласта особенно порадовал сетевой фильтр – чего нет в электронных трансформаторов для галогенных ламп. Фильтр оказался не простой: дроссель, варистор, предохранитель (не резистор как в ЭТ, а самый настоящий предохранитель), емкости перед и после дросселя. Дальше идет выпрямитель и два электролита – это не похоже на китайцев.



После уже идет стандартная, но в разы улучшенная схема двухтактого преобразователя. Тут сразу на глаза бросаются две вещи – теплоотводы транзисторов и применение более мощных резисторов в силовых цепях, обычно китайцам без разницы, где ток в цепи больше или меньше, они используют стандартные резисторы 0,25вт.



После генератора идут два дросселя, именно благодаря им происходит повышение напряжения, тут тоже все очень аккуратно, никаких претензий. Даже в мощных электронных трансформаторах китайские производители редко используют теплоотводы для транзисторов, но здесь как видим они есть, и не только есть, но и очень аккуратны – транзисторы прикручены через дополнительные изоляторы и через шайбы.



С обратной стороны плата тоже сияет аккуратностью монтажа, никаких острых выводов и испорченных дорожек, олово так-же не пожалели, все очень красиво и качественно.


Подключил устройство – оно отлично работает! Я уже начал думать, что сборку делали немцы, под суровым контролем, но тут вспомнил цену и почти поменял свое мнение о китайских производителях – молодцы парни, поработали на славу! Обзор подготовил АКА КАСЬЯН.

Обсудить статью ЭЛЕКТРОННЫЙ БАЛЛАСТ ДЛЯ ЛАМП ЛДС

Освещение лампами дневного света имеет значительное преимущество перед лампами накаливания: экономичность, более длительный срок службы, высокий КПД, малое количество тепла рассеиваемого лампой, спектр света излучаемого данными лампами более близок к естественному, по сравнению со столь привычными накальными. И естественно имеют недостатки, это: сложность включения ламп дневного освещения, возникновение стробоскопических эффектов на движущихся механизмах, сравнительная дороговизна.
Несмотря на сильное развитие современных электронных балластов для питания ламп дневного освещения (ЛДС), стандартной схемой включения ЛДС принято считать схему изображенную на рисунке.

Принцип действия прост, но всё таки требует определённых условий для нормального эксплуатирования ЛДС. Для зажигания люминесцентной лампы и ее нормальной работы требуется стартер (пусковое устройство), дроссель (ПРА – пускорегулирующий аппарат), конденсаторы. Стартер служит для автоматического включения и выключения предварительного накала электродов. Он представляет собой баллон из стекла, наполненный инертным газом, в котором находятся металлический и биметаллический электроды, выводы которых соединены с выступами в цоколе для крепления в схеме лампы. При включении лампы согласно вышеуказанной схеме, а на электроды лампы и стартера подается напряжение сети, которое достаточно для образования тлеющего разряда между электродами стартера. Поэтому в цепи протекает ток тлеющего разряда стартера, примерно 0,01… 0,04 А. Тепло, выделяемое при протекании тока через стартер, нагревает биметаллический электрод, который выгибается в сторону другого электрода. Через промежуток времени тлеющего разряда 0,2. .. 0,4 с контакты стартера замыкаются, и по цепи начинает течь пусковой ток, величина которого определяется напряжением сети и сопротивлениями дросселя и электродов лампы. Этого тока не достаточно для нагревания электродов стартера, и биметаллический электрод стартера разгибается, разрывая цепь пускового тока. Предварительно пусковой ток разогревает электроды лампы. Благодаря наличию в цепи индуктивности, при размыкании контактов стартера в цепи возникает импульс напряжения зажигающий лампу. Время разогрева электродов лампы составляет 0,2… 0,8 секунд что в большинстве случаев недостаточно, и лампа может не загореться с первого раза, и весь процесс может повториться. Общая длительность пускового режима лампы составляет 5… 15 с. Длительность пускового импульса при размыкании контактов стартера составляет 1… 2 мкс, что недостаточно для надежного зажигания лампы, поэтому параллельно контактам стартера включают конденсатор емкостью 5… 10 пФ. Дроссель, представляющий собой обмотку, намотанную на сердечник из листовой электротехнической стали, облегчает зажигание лампы, а также ограничивает ток и обеспечивает ее устойчивую работу (иногда дроссель заменяют компенсирующим конденсатором, лампочкой накаливания небольшой мощности). На рисунке 1, приведена простейшая схема стартерного зажигания люминесцентной лампы, включенной в сеть 127-220 В. Проблема рассматриваемой схемы в том что в момент размыкания стартера не всегда совпадает с полуволной напряжения сети, и срабатывание стартера происходит вхолостую. Схема конечно куда проще, чем те которые будут описываться ниже. Но всё таки схемы рассматриваемые далее находят своё применение в действительно качественных и экономичных системах освещения.
И так…

Электронный балласт на микросхеме IR2153


Что же относительно конкретных схемных решений, то я постараюсь осветить решения на основе микросхем фирмы-производителя International Rectifier.
Схема представленная на рисунке, представляет собой преобразователь сетевого напряжения 220 В, 50 Гц в 160 В 33 кГц. Именно полученные выходные параметры и являются теми факторами, значительно повышающими эксплуатационные характеристики источников света на основе ЛДС.
Первый фактор: Полностью исключается беспорядочное мерцание лампы в момент первоначального запуска.
Второй: Возникающий во время старта потенциал, достаточный для гарантированного поджога лампы с первого раза. Время запуска составляет примерно 0,5 сек.
Третий: Благодаря высокочастотной коммутации, газ в лампе не успевает деионизироваться в периодах спадания синусоиды питающего тока до нуля, а значит для нормальной работы лампы требуется меньшее напряжение. Это основная экономия электроэнергии.
Четвёртый: Полное отсутствие стробоскопического эффекта на движущихся механизма, вследствии отсутствия 100Гц (удвоенной частоты сети) пульсаций света.
Пятый: Требуется дроссель с меньшей индуктивностью, а значит и с меньшими размерами, весом, тепловыми, омическими потерями и стоимость.
Перед выше перечисленым можно смело ставить знак “+”
Ну и куда же деться от недостатков, они у нас таковы:
Первый: Относительная сложность схемы.
Второй: Относительно высокая стоимость изготовления такого аппарата (если речь идёт о питании одной лишь лампы).
Третий: Высокий уровень ЭМИ.

Схема состоит из основных узлов: фильтр питающего напряжения, выпрямитель сетевого напряжения, генератор-драйвер управления высоковольтными MOSFET транзисторами, полумост ключей и нагрузка в роли которой выступает лампа с балластным дросселем.
Ничего особо необычного схема не содержит и не является сложной.
Сетевое напряжение подаётся через сетевой фильтр L1, C2. Поступает на выпрямитель VD1, C3. Сформированные на конденсаторе С3 310В напрямую запитывают полумост транзисторов VT1, VT2 и через гасящий резистор R2 получаем необходимые для работы микросхемы 9-10В.
После подключения к сети примерно через 0,5 секунды на выходе схемы (правая по схеме обкладка конденсатора С8) появляется меандр в 165В с небольшой “полочкой” между открытыми состояниями транзисторов. Поданное на лампу ВЧ напряжение в течении ещё примерно 0,5 сек. прогревает катоды. Проявляется это в виде кратковременного тусклого оранжевого свечения катодов, после достаточной ионизации газа в колбе лампы, за счёт высоковольтных выбросов с дросселя L2, газовый промежуток пробивается. И, как же без последствий – лампа зажглась! Дальнейшая работа сопровождается прогревом лампы и индуктивности в результате чего яркость несколько увеличивается.
“Двигателем” схемы является микросхема генератор-драйвер. В содержимом которой можно разобраться исходя из вот этого рисунка:


Микросхема содержит подобие 555-го таймера, фазорасщепляющий триггер, формирователь “мёртвого” промежутка позволяющий избежать сквозного тока в выходных ключах, схему питания драйвера верхнего ключа, схему контроля заниженного напряжения, стабилитрон основного питания и даже цепь задержки, позволяющая выровнять время распространения сигналов по каналам верхнего и нижнего ключа, а также ещё несколько дополнительных узлов, в которых разбираться нет смысла.

О использованных компонентах

Элемент

Номинал

Примечание

0,125Вт

2Вт

R3, R4

36Ом

0,125Вт

С1, С2, С8

Плёнка

47,0 x 400V

Электролитический

1nF (1000пФ)

Только плёнка!

220,0 х 25В

Электролитический

2700. .. 4000пФ х 1кВ

Только керамика

22,0 х 25В

Электролит. Можно зашунтировать керамикой 0,1мкФ

Лампы накаливания хотя и стоят дешево, но потребляют много электроэнергии, поэтому многие страны отказываются от их производства (США, страны Западной Европы). Взамен им приходят компактные люминесцентные лампы дневного света (энергосберегающие), их закручивают в те же патроны Е27, что и лампы накаливания. Однако стоят они в 15-30 раз дороже, зато в 6-8 раз дольше служат и в 4 раза меньше потребляют электроэнергии, что и определяет их судьбу. Рынок переполнен разнообразием таких ламп, в основном китайского производства. Одна из таких ламп, фирмы DELUX, показана на фото.

Ее мощность 26 Вт -220 В, а блок питания, называемый еще электронным балластом, расположен на плате размерами 48×48 мм (рис.1 ) и находится в цоколе этой лампы.


Ее радиоэлементы размещены на монтажной плате навесным монтажом, без применения ЧИП-элементов. Принципиальная схема нарисована автором из осмотра монтажной платы и показана на рис.2.


Примечание к схеме: на схеме отсутствует точка, обозначающая соединение динистора, диода D7 и базы транзистора EN13003A

Вначале уместно напомнить принцип зажигания люминесцентных ламп, в том числе и при применении электронных балластов. Для зажигания люминесцентной лампы необходимо разогреть ее нити накала и приложить напряжение 500…1000 В, т.е. значительно больше, чем напряжение электросети. Величина напряжения зажигания прямо пропорциональна длине стеклянной колбы люминесцентной лампы. Естественно, для коротких компактных ламп она меньше, а для длинных трубчатых ламп – больше. После зажигания лампа резко уменьшает свое сопротивление, а значит, надо применять ограничитель тока для предотвращения КЗ в цепи. Схема электронного балласта для компактной люминесцентной лампы представляет собой двухтактный полумостовой преобразователь напряжения. Вначале сетевое напряжение с помощью 2-полупериодного моста выпрямляется до постоянного напряжения 300. ..310 В. Запуск преобразователя обеспечивает симметричный динистор, обозначенный на схеме Z, он открывается, когда, при включении электросети, напряжение в точках его подключения превысит порог срабатывания. При открывании, через динистор проходит импульс на базу нижнего по схеме транзистора, и преобразователь запускается. Далее двухтактный полумостовой преобразователь, активными элементами которого являются два транзистора n-p-n, преобразует постоянное напряжение 300…310 В, в высокочастотное напряжение, что позволяет значительно уменьшить габариты блока питания. Нагрузкой преобразователя и одновременно его управляющим элементом является тороидальный трансформатор (обозначенный в схеме L1) со своими тремя обмотками, из них две управляющие обмотки (каждая по два витка) и одна рабочая (9 витков). Транзисторные ключи открываются противофазно от положительных импульсов с управляющих обмоток. Для этого управляющие обмотки включены в базы транзисторов противофазно (на рис.2 начало обмоток обозначены точками). Отрицательные выбросы напряжения с этих обмоток гасятся диодами D5, D7. Открытие каждого ключа вызывает наводку импульсов в двух противоположных обмотках, в том числе и в рабочей обмотке. Переменное напряжение с рабочей обмотки подается на люминесцентною лампу через последовательную цепь, состоящую из: L3 – нити накала лампы -С5 (3,3 нФ 1200 В) – нити накала лампы – С7 (47 нФ/400 В). Величины индуктивностей и емкостей этой цепи подобраны так, что в ней возникает резонанс напряжений при неизменной частоте преобразователя. При резонансе напряжений в последовательной цепи, индуктивное и емкостное сопротивления равны, сила тока в цепи максимальна, а напряжение на реактивных элементах L и С может значительно превышать прикладываемое напряжение. Падение напряжения на С5, в этой последовательной резонансной цепи, в 14 раз больше, чем на С7, так как емкость С5 в 14 раз меньше и его емкостное сопротивление в 14 раз больше. Следовательно, перед зажиганием люминесцентной лампы максимальный ток в резонансной цепи разогревает обе нити накала, а большое резонансное напряжение на конденсаторе С5 (3,3 нФ/1200 В), включенного параллельно лампе, зажигает лампу. Обратите внимания на максимально допустимые напряжения на конденсаторах С5=1200 В и С7= 400 В. Такие величины подобраны неслучайно. При резонансе напряжение на С5 достигает около 1 кВ и он должен его выдерживать. Зажженная лампа резко уменьшает свое сопротивление и блокирует (закорачивает) конденсатор С5. С резонансной цепи исключается емкость С5, и резонанс напряжений в цепи прекращается, но уже зажженная лампа продолжает светиться, а дроссель L2 своей индуктивностью ограничивает ток в зажженной лампе. При этом преобразователь продолжает работать в автоматическом режиме, не меняя свою частоту с момента запуска. Весь процесс зажигания длится меньше 1 с. Следует отметить, что на люминесцентную лампу все время подается переменное напряжение. Это лучше, чем постоянное, так как обеспечивает равномерный износ эмиссионных способностей нитей накаливания и этим увеличивает срок ее службы. При питании ламп от постоянного тока срок ее службы уменьшается на 50%, поэтому постоянное напряжения на газоразрядные лампы не подают.

Назначения элементов преобразователя.
Типы радиоэлементов указаны на принципиальной схеме (рис.2).
1. EN13003A- транзисторные ключи (на монтажной схеме производители их почему-то не обозначили). Это биполярные высоковольтные транзисторы средней мощности, n-p-n проводимости, корпус ТО-126, их аналоги MJE13003 или КТ8170А1 (400 В; 1,5 А; в импульсе 3 А), можно и КТ872А (1500 В; 8 А; корпус Т26а), но по габаритам они больше. В любом случае надо правильно определить выходы БКЭ, так как у разных производителей могут быть разные их последовательности, даже у одного и того же аналога.
2. Тороидальный ферритовый трансформатор, обозначенный производителем L1, размеры кольца 11x6x4,5, вероятная магнитная проницаемость 2000, имеет 3 обмотки, две из них по 2 витка и одна 9 витков.
3. Все диоды D1-D7 однотипные 1N4007 (1000 В, 1 А), из них диоды D1-D4 – выпрямительный мост, D5, D7 – гасят отрицательные выбросы управляющего импульса, a D6 – разделяет источники питания.
4. Цепочка R1СЗ обеспечивает задержку пуска преобразователя с целью «мягкого пуска» и не допущения броска пускового тока.
5. Симметричный динистор Z типа DB3 Uзс.max=32 В; Uoc=5 В; Uнеотп.и.max=5 В) обеспечивает первоначальный запуск преобразователя.
6. R3, R4, R5, R6 – ограничительные резисторы.
7. С2, R2 – демпферные элементы, предназначенные для гашения выбросов транзисторного ключа в момент его закрытия.
8. Дроссель L1 состоит из двух склеенных между собой Ш-образных ферритовых половинок. Вначале дроссель участвует в резонансе напряжений (совместно с С5 и С7) для зажигания лампы, а после зажигания своей индуктивностью гасит ток в цепи люминесцентной лампы, так как зажженная лампа резко уменьшает свое сопротивление.
9. С5 (3,3 нФ/1200 В), С7 (47 нФ/400 В) – конденсаторы в цепи люминесцентной лампы, участвующие в ее зажигании (через резонанс напряжений), а после зажигания С7 поддерживает свечения.
10. С1 – сглаживающий электролитический конденсатор.
11. Дроссель с ферритовым сердечником L4 и конденсатор С6 составляют заградительный фильтр, не пропускающий импульсные помехи преобразователя в питающую электросеть.
12. F1 – мини-предохранитель в стеклянном корпусе на 1 А, находится вне монтажной платы.

Ремонт.
Перед тем как ремонтировать электронный балласт, необходимо «добраться» до его монтажной платы, для этого достаточно ножом разъединить две составные части цоколя. При ремонте платы под напряжением будьте осторожны, так как ее радиоэлементы находятся под фазным напряжением!

Перегорание (обрыв) накальных спиралей люминесцентной лампы , при этом электронный балласт остается исправным. Это типичная неисправность. Восстановить спираль невозможно, а стеклянные люминесцентные колбы к таким лампам отдельно не продаются. Какой же выход? Или приспособить исправный балласт к 20-ватному светильнику, имеющему прямую стеклянную лампу, вместо его «родного» дросселя (светильник будет работать надежнее и без гула) или использовать элементы платы как запчасти. Отсюда рекомендация: закупайте однотипные компактные люминесцентные лампы – легче будет ремонтировать.

Трещины в пайке монтажной платы. Причина их появления – периодическое нагревание и последующее, после выключения, остывание места пайки. Нагревается место пайки от элементов, которые греются (спирали люминесцентной лампы, транзисторные ключи). Такие трещины могут проявиться после нескольких лет эксплуатации, т.е. после многократного нагревания и остывания места пайки. Устраняется неисправность повторной пайкой трещины.

Повреждение отдельных радиоэлементов. Отдельные радиоэлементы могут повредиться как от трещин в пайке, так и от скачков напряжения в питающей электросети. Хотя в схеме и есть предохранитель, но он не защитит радиоэлементы от скачков напряжений, как это мог бы сделать варистор. Предохранитель сгорит от пробоев радиоэлементов. Безусловно, самым слабым местом из всех радиоэлементов данного устройства являются транзисторы.

Радiоаматор №1, 2009г.

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Биполярный транзистор

MJE13003A

2 N13003A, КТ8170А1, КТ872А Поиск в LCSC В блокнот
D1-D7 Выпрямительный диод

1N4007

7 Поиск в LCSC В блокнот
Z Динистор 1 Поиск в LCSC В блокнот
C1 Электролитический конденсатор 100 мкФ 400 В 1 Поиск в LCSC В блокнот
C2, C3 Конденсатор 27 нФ 100 В 2 Поиск в LCSC В блокнот
C5 Конденсатор 3.3 нФ 1200 В 1 Поиск в LCSC В блокнот
C6 Конденсатор 0.1 мкФ 400 В 1 Поиск в LCSC В блокнот
C7 Конденсатор 47 нФ 400 В 1 Поиск в LCSC В блокнот
R1, R2 Резистор

1.0 Ом

2

Схема электронного балласта для ламп

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Эта заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на выдачу патента США №61/257194, поданной 2 ноября 2009 г., полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к схемам балласта для ламп, например для газоразрядных ламп высокой интенсивности и люминесцентных ламп. Более точно, настоящее изобретение относится к схемам для снятия характеристик предела мощности, ограничения тока и ограничения напряжения для ламп, приводимых в действие схемой балласта.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технический результат, обеспечиваемый предложенной группой изобретений, заключается в увеличении продолжительности срока службы лампы за счет использования схемы ограничителя напряжения поджига лампы, которая ограничивает напряжение поджига, прикладываемое резонансной схемой к лампе.

В одном аспекте изобретение относится к схеме электронного балласта для ограничения напряжения поджига лампы, содержащей схему драйвера балласта, которая включает в себя резонансную схему, имеющую первую резонансную частоту, сконфигурированную, чтобы приводить в действие лампу, и схему ограничителя напряжения, соединенную с упомянутой резонансной схемой.

Первая резонансная частота может быть заменена на вторую резонансную частоту, когда напряжение лампы превышает пороговое значение, посредством чего упомянутое напряжение лампы устанавливается в упомянутое пороговое значение.

Резонансная схема может дополнительно содержать первый дроссель, соединенный последовательно с запускающим конденсатором и конденсатором поджига, при этом лампа соединена параллельно конденсатору поджига, а схема ограничителя напряжения соединена параллельно с запускающим конденсатором.

Схема ограничителя напряжения может содержать: первый варистор, зарядный конденсатор напряжения поджига верхнего плеча и первый диод, соединенные последовательно между верхним плечом запускающего конденсатора и общим напряжением; второй варистор, зарядный конденсатор напряжения поджига нижнего плеча и второй диод, соединенные последовательно между нижним плечом запускающего конденсатора и упомянутым общим напряжением; в которой первый диод выполнен с возможностью проведения тока в первом направлении, а второй диод выполнен с возможностью проведения тока в направлении, противоположном первому направлению.

Схема ограничителя напряжения может дополнительно содержать третий варистор, шунтирующий первую точку, расположенную между зарядным конденсатором напряжения поджига верхнего плеча и первым диодом, и вторую точку, расположенную между зарядным конденсатором напряжения поджига нижнего плеча и вторым диодом.

Общее напряжение может быть выведено от делителя напряжения, образованного первым и вторым конденсаторами, соединенными параллельно паре шин.

Схема драйвера балласта лишена резистора, сконфигурированного для обнаружения текущих условий, с тем, чтобы уменьшить потребление питания и генерацию тепла.

В другом аспекте изобретение относится к схеме электронного балласта, содержащей:

схему контроллера балласта, выполненную с возможностью вывода, по меньшей мере, одного сигнала возбуждения;

схему коррекции коэффициента мощности, выводящую токоизмерительный сигнал, отражающий напряжение;

схему управления и усилителя, выполненную с возможностью приема упомянутого токоизмерительного сигнала, предоставления сигнала обратной связи коррекции мощности к схеме коррекции коэффициента мощности и предоставления одного или более выходных сигналов для управления схемой контроллера балласта;

схему драйвера балласта, выполненную с возможностью приема упомянутого, по меньшей мере, одного сигнала возбуждения от схемы контроллера балласта, причем схема драйвера балласта содержит:

резонансную схему, соединяемую с лампой; и

схему ограничителя напряжения, выполненную с возможностью регулирования режима работы резонансной схемы; и

схему датчика перегрузки по току, выполненную с возможностью вывода сигнала к схеме управления и усилителя, чтобы косвенно управлять схемой контроллера балласта посредством схемы управления и усилителя.

В еще одном другом аспекте изобретение относится к схеме электронного балласта, которая включает в себя схему коррекции коэффициента мощности, схему управления и усилителя, схему контроллера балласта и схему драйвера балласта. Схема драйвера балласта включает в себя резонансную схему, которая подключается к лампе, и схему ограничителя напряжения, которая регулирует режим работы резонансной схемы. Схема датчика перегрузки по току может быть включена в состав для косвенного управления схемой контроллера балласта посредством схемы управления и усилителя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеупомянутые признаки изобретения будут более очевидными и понятными из последующего подробного описания изобретения, прочтенного совместно с чертежами, на которых:

Фиг. 1 – принципиальная схема электронного балласта в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 – принципиальная схема одного варианта осуществления схемы коррекции коэффициента мощности для использования в балласте Фиг. 1.

Фиг. 3 – принципиальная схема одного варианта осуществления схемы контроллера и усилителя для использования в балласте Фиг. 1.

Фиг. 4 – принципиальная схема одного варианта осуществления схемы интерфейса и поддержки регулятора освещенности для использования в варианте осуществления Фиг. 1.

Фиг. 5 – принципиальная схема варианта осуществления схемы контроллера балласта и драйвера балласта в варианте осуществления Фиг. 1.

Фиг. 6 – принципиальная схема варианта осуществления схемы драйвера балласта и ограничителя напряжения для использования в варианте осуществления Фиг. 1.

Фиг. 7 – один вариант осуществления принципиальной схемы электронного балласта Фиг. 1, на которой показана схема фильтра электромагнитных помех и мостового выпрямителя.

Фиг. 8 – один вариант осуществления принципиальной схемы для электронного балласта Фиг. 1, показывающий схему коррекции коэффициента мощности.

Фиг. 9 – вариант осуществления принципиальной схемы электронного балласта Фиг. 1, показывающий схему управления и усиления.

Фиг. 10 – один вариант осуществления принципиальной схемы для электронного балласта Фиг. 1, показывающий схему регулятора напряжения.

Фиг. 11 – один вариант осуществления принципиальной схемы для электронного балласта Фиг. 1, показывающий схему контроллера балласта и драйвера балласта.

Фиг. 12 – один вариант осуществления принципиальной схемы для электронного балласта Фиг. 1, показывающий схему регулятора освещенности и схему ограничителя тока.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1 показана принципиальная схема варианта осуществления электронного балласта 100 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Балласт 100 выполнен с возможностью приводить в действие лампу 602, например газоразрядную лампу высокой интенсивности (HID) такую, как M132/M154, которая имеет номинальную мощность 320 ватт при номинальном напряжении 135 вольт. Такая лампа 602 подходит для освещения больших зон, например стоянок для автомобилей или складов. Балласт 100 для такой лампы 602 подключается к источнику питания 208 В переменного тока, 240 В переменного тока или 277 В переменного тока. Балласт обеспечивает пиковое напряжение поджига от 3 до 4 кВ и работает при частоте приблизительно 100 кГц. Специалисты в данной области техники будут осознавать, что эти значения будут изменяться в описаниях и рекомендациях производителей ламп, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения.

Балласт 100 включает в себя схему 110 фильтра электромагнитных помех и мостового выпрямителя (“источника питания”), схему 120 контроллера коэффициента мощности, схему 130 регулятора VCC, схему 140 драйвера балласта, схему 150 контроллера и усилителя, схему 160 датчика перегрузки по току, схему 170 контроллера балласта и схему 180 регулятора освещенности. В схеме 100 также присутствуют дополнительные компоненты и функциональности.

Балласт 100 управляет током, текущим через нагрузку, например лампу 120. Балласт 100 является электронным балластом, который в одном варианте осуществления симулирует кривую напряжения в зависимости от мощности реактивного балласта. Балласт 100 имеет признаки, которые ограничивают ток и напряжение поджига лампы.

Схема 110 фильтра электромагнитных помех и мостового выпрямителя служит в качестве источника 110 питания, который обеспечивает питанием схему 100 балласта и лампу 602. Источник питания 110 имеет первый и второй входы 112а и 112b питания, а также имеет ввод 114 земли. Источник питания выводит отфильтрованную, выпрямленную синусоиду на линии 118а, 118b питания. Схема 110 фильтра электромагнитных помех и мостового выпрямителя далее через линии 118a, 118b питания подключается к схеме 120 контроллера коэффициента мощности (ККМ) посредством входного конденсатора 116 УКМ, соединенного параллельно линиям 118а, 118b питания.

Схема 120 УКМ принимает сигнал 152 обратной связи коррекции мощности от схемы 150 управления и усилителя. Схема 120 УКМ корректирует напряжение +основной шины 132а в ответ на сигнал 152 обратной связи коррекции мощности. Схема 120 УКМ выводит токоизмерительный сигнал 158, который используется другими компонентами в схеме 100 балласта. Генерация и использование сигналов 152, 158 более подробно описаны ниже. Схема 120 УКМ нацелена на поддержание коэффициента мощности настолько близко к 100%, насколько это возможно, для того, чтобы обеспечить настолько высокую активную нагрузку на источник 110 питания, насколько это возможно для удовлетворения требований IEC61000-3-2 и для увеличения эффективности. Реактивный балласт обычно обладает низким коэффициентом мощности. Схема 120 УКМ обеспечивается способностью снятия характеристик предела мощности, что позволяет балласту 100 аппроксимировать напряжение в отношении характеристик мощности реактивного балласта. Далее за схемой 120 УКМ расположена схема 170 контроллера балласта, которая является схемой, которая предоставляет сигнал смещения к схеме 140 драйвера балласта.

Схема 140 драйвера балласта предоставляет питание на подобающей частоте к резонансной схеме 620, которая приводит в действие лампу 602. Со схемой 140 драйвера балласта связана схема 610 ограничителя напряжения (ОН) поджига, которая ограничивает напряжение поджига, прикладываемое к лампе 602 посредством выводов 144а, 144b питания лампы, таким образом способствуя увеличению продолжительности срока службы лампы.

Схема 130 регулятора VCC принимает питание от +основной шины 132а и выводит первое напряжение на шину 134 VCC, которая соединена с различными другими компонентами. Схема 130 регулятора VCC также включает разделительный трансформатор T100, от которого она выводит отдельный сигнал VCC-ISO 138 питания. Шина 134 VCC питается от основной шины 132а, 132b. Конденсаторы 128a, 128b фильтра шины соединены параллельно основной шине. Следовательно, напряжение основной шины 132а, 132b соответствует напряжению конденсаторов 128a, 128b фильтра шины. Таким образом, ток к лампе 602 прерывается, когда напряжение конденсаторов 128а, 128b фильтра шины падает ниже порогового значения. Кроме того, имеется минимальное напряжение возбуждения, требуемое для поддержания работы лампы 602 в соответствии с основными физическими свойствами лампы. Схема 130 регулятора напряжения способна производить напряжение VCC от основной шины 132а, 132b ниже уровня поддержания работы лампы. Схема 130 регулятора напряжения может восприниматься в качестве ‘схемы последнего рубежа’. Запаздывание в прекращении подачи Vcc существует для компенсации задержек в линии питания попыткой ‘обработать’ остановку работы. В одном варианте осуществления схема 130 регулятора напряжения доводит до конца 8 циклов 60 Гц для лампы 602, но она должна сохранять управляющий статус для возврата в исходное состояние посредством напряжения Vcc, которое прикладывается к схеме управления в случае, если лампа 602 не вышла из строя. Схема 130 регулятора напряжения имеет другие условия для обеспечения питания балласта. Схема 130 регулятора напряжения имеет MOV (не показан) на Фиг. 1, который соединен с ее выводом напряжения смещения запуска для того, чтобы не допустить для схемы 130 регулятора напряжения запуск при уровнях напряжения линии питания меньших, чем минимальное значение, например, 190 В переменного тока, в качестве признака защиты.

Со схемой 170 контроллера балласта связана схема 160 датчика перегрузки по току поджига лампы, которая измеряет встречный ток и в случае необходимости возвращается к последовательности поджига для увеличения производительности за счет предоставления более точного управления током. Схема 160 датчика перегрузки по току подключена к шине 134 напряжения VCC, а также к линии напряжения VCC драйвера балласта, которое подается к схеме 140 драйвера балласта. Если схема 160 датчика перегрузки по току измеряет, что одно или более напряжений находятся за пределами заданных значений, она выводит сигнал 162 перегрузки по току к схеме 150 управления и усилителя.

Схема 150 управления и усилителя принимает сигнал 162 перегрузки по току от схемы 160 датчика перегрузки по току, сигнал 188 коррекции шины регулятора освещенности от переключателя 186 временной задержки регулятора освещенности и токоизмерительный сигнал 158 УКМ от схемы 120 контроллера коэффициента мощности. В ответ схема 150 управления и усилителя выводит сигнал 152 обратной связи коррекции мощности к схеме 120 контроллера коэффициента мощности, управляющий сигнал задержки регулятора освещенности обратно к переключателю 186 временной задержки регулятора освещенности и сигнал 154 вкл/выкл контроллера балласта к переключателю 168 вкл/выкл балласта, который управляет линией напряжения VCC контроллера 176 балласта, подаваемого к схеме 170 контроллера балласта.

Схема 180 регулятора освещенности принимает сигналы 182а, 182b напряжения регулятора освещенности и выводит информацию, которая используется схемой, в целом показанной как переключатель 186 временной задержки регулятора освещенности, для создания сигнала 188 обратной связи коррекции шины регулятора освещенности к схеме 150 управления и усилителя и сигнала 174 корректировки частоты регулятора освещенности к схеме 170 контроллера балласта.

Переключатель 168 вкл/выкл балласта принимает сигнал 154 вкл/выкл контроллера балласта от схемы 150 управления и усилителя. Переключатель 168 вкл/выкл балласта выполнен с возможностью выборочно подключать шину 134 напряжения VCC к схеме 170 контроллера балласта в зависимости от сигнала 154 вкл/выкл контроллера балласта, как более подробно рассматривается ниже.

На Фиг. 2 показан один вариант 200 осуществления схемы 120 УКМ. Интегральная микросхема 210 УКМ (ИС УКМ), например NCP1650, доступная от ON semiconductor, образует основное ядро схемы 120 УКМ. Потребность обработки пиковой мощности схемы 120 коррекции коэффициента мощности уменьшается обходным выпрямителем D8, обеспечивающим зарядку при включении сглаживающих конденсаторов 128а, 128b шины. При использовании обходного выпрямительного диода 420, предоставляющего обходной канал в течение запуска, схема 120 коррекции коэффициента мощности не должна предоставлять добавочное напряжение, требуемое схемой 140 драйвера балласта. Схема 120 коррекции коэффициента мощности способна работать эффективно в диапазоне нагрузки приблизительно от 50%, когда, например, освещенность уменьшена до конца, и до полной мощности, когда ей не требуется учитывать полное значение начального тока запуска.

Линия 118а питания верхнего плеча через обходную линию 122 УКМ, которая включает в себя катушку индуктивности L1 и вольтодобавочный выпрямительный диод D2, соединяется с +основной шиной схемы 100. Линия 118b питания нижнего плеча напрямую подключается к токоизмерительному выводу 226 Is ИС УКМ. При этом -основная шина 132b подключается к выводу заземления GND ИС УКМ.

Токоизмерительный резистор 206 УКМ шунтируется между выводом Iavg и выводом заземления GND ИС УКМ. Напряжение на токоизмерительном резисторе 206 УКМ используется УКМ 210 и применяется для получения значения упомянутого вывода Iavg. Токоизмерительный резистор 206 УКМ имеет значение, выбранное так, чтобы быть наименьшим сопротивлением, способным функционировать в схеме, обеспечивая наименьшие потери эффективности от электрического нагрева и быть экономично реализованным. ИС УКМ 210 на своем выводе выдает токоизмерительный сигнал 158 УКМ, который предоставляется к другим компонентам, как рассматривается ниже. Резистор 208 Iavg УКМ подключен с одной стороны к выводу Iavg ИС УКМ и с другой стороны к земле (-основной шине 132b). Вывод Iavg имеет уровень напряжения, который изменяется в отношении коэффициента усиления ИС 210 УКМ.

Между +основной шиной 132а и -основной шиной 132b соединен первый резистор 124 делителя шины верхнего плеча и второй резистор 126 делителя шины нижнего плеча, которые совместно образуют делитель напряжения. Сигнал 152 обратной связи коррекции мощности, генерация которого более подробно описана ниже, является узлом соединения между двумя резисторами 124, 126 делителя шины, при этом узел подключается к выводу обратной связи/выключения (FB_SD) 125 ИС 210 УКМ.

На Фиг. 3 показан один вариант осуществления схемы 150 управления и усилителя. Как видно на обеих Фиг. 1 и 3, схема 150 управления и усилителя принимает токоизмерительный сигнал 158 УКМ, сигнал 188 обратной связи коррекции шины регулятора освещенности и сигнал 162 обратной связи перегрузки по току. Схема 150 управления и усилителя выводит вышеупомянутый сигнал 152 обратной связи коррекции мощности, который является входным для ИС 210 УКМ, сигнал 154 вкл/выкл контроллера балласта и управляющий сигнал 156 задержки регулятора освещенности.

Схема 150 управления и усилителя включает в себя запускающий компаратор 310, реализованный в качестве усилителя и выполненный с возможностью определения, была ли лампа 602 подожжена и находится ли в рабочем режиме. Запускающий компаратор 310 принимает первый входной токоизмерительный сигнал 158 УКМ и второй входной сигнал, представляющие опорный сигнал 314 запускающего компаратора. Опорный сигнал 314 запускающего компаратора является пороговым значением, установленным на уровне, который находится выше уровня питания разогрева и ниже уровня работы для лампы 602. В ответ на эти входные сигналы запускающий компаратор 310 выводит сигнал 319 рабочего состояния.

Сигнал 319 рабочего состояния используется схемой 350 таймера задержки регулятора освещенности, которая выводит управляющий сигнал 156 задержки регулятора освещенности. Сигнал 319 рабочего состояния также применяется осциллятором 340 поджига, который реализован, используя усилитель, и выводит сигнал 342 поджига. Сигнал 319 рабочего состояния и сигнал 342 поджига совместно с сигналом 162 обратной связи перегрузки по току используются логической схемой 360 включения балласта. В ответ логическая схема 360 включения балласта выводит сигнал 154 вкл/выкл балласта, который используется переключателем 168 вкл/выкл балласта для оконечного управления схемой 170 контроллера балласта.

Схема 150 управления и усилителя также включает схему снятия характеристик предела мощности (СХПМ), которая результатом выводит сигнал 152 обратной связи коррекции мощности. Схема СХПМ включает первый усилитель 320 СХПМ, интегратор 322 первого усилителя СХПМ, второй усилитель 330 СХПМ и ограничитель 322 второго усилителя СХПМ. Первый усилитель 320 СХПМ принимает первые входные данные, содержащие токоизмерительный сигнал 158 УКМ, и вторые входные данные, содержащие сигнал 188 обратной связи коррекции шины регулятора освещенности.

Затем выходная информация первого усилителя СХПМ интегрируется интегратором 322 первого усилителя СХПМ. Схема 322 интегратора имеет интеграционную временную постоянную, которая учитывается для периода прогрева лампы 602. В течение прогрева лампа 602 менее восприимчива к изменениям напряжения шины в отличие от обычной работы из-за изменчивого импеданса цепи и природы лампы 602. Затем выводные данные интегратора 322 первого усилителя СХПМ представляются в качестве первых входных данных ко второму усилителю 330 СХПМ, а в качестве вторых данных к нему предоставляется сигнал 188 обратной связи коррекции шины регулятора освещенности. Затем выходные данные второго усилителя 330 СХПМ сравниваются с пороговыми значениями ограничителем 332 второго усилителя СХПМ. Затем выходные данные ограничителя 332 второго усилителя СХПМ предоставляются в качестве сигнала 152 обратной связи коррекции мощности.

На Фиг. 4 показан один вариант 400 осуществления объединения схемы интерфейса и поддержки регулятора освещенности и переключателя 186 временной задержки регулятора освещенности. Объединение 400 включает в себя регулятор 420 напряжения конвертера регулятора освещенности, преобразователь 410 напряжения для рабочего цикла, пару оптронов 440, 450 и инверторную схему 460 включения оптрона, содержащую соответственно первый и второй включающие транзисторы Q105, Q106. Схема 180 интерфейса и поддержки регулятора освещенности также включает в себя ограничительную схему 470, 480 и схему 472, 482 интегратора, рассмотренные ниже. Первый и второй включающие транзисторы Q105, Q106, ограничительная схема 470, 480 и схема 472, 482 интегратора функционируют в качестве единицы переключателя 186 временной задержки регулятора освещенности, видимой на Фиг. 1.

Регулятор 420 напряжения преобразователя регулятора освещенности принимает сигнал 138 питания VCC-ISO и в ответ на него выводит верхний и нижний сигналы 420a, 420b VCC преобразователя регулятора освещенности. Преобразователь 410 напряжения для рабочего цикла соответственно принимает верхний и нижний (землю) входные сигналы 182a, 182b регулятора освещенности, которые в целом находятся в диапазоне от 0 до 10 вольт. Шунтирующий резистор 184 регулятора освещенности соединяется между верхней линией входного сигнала 182а регулятора освещенности и верхней линией сигнала 420a VCC преобразователя для поднятия напряжения на верхнем входе регулятора освещенности, когда не присутствует никакого сигнала регулятора освещенности.

Преобразователь 410 напряжения для рабочего цикла реализован, используя пару операционных усилителей Нортона, предоставленных в одном корпусе, таком как LM2904. Первый операционный усилитель работает в “свободном рабочем” режиме для создания пилообразного сигнала от 0 до 10 вольт. Второй операционный усилитель сконфигурирован в качестве компаратора. Вывод первого операционного усилителя представляется в качестве первого ввода ко второму операционному усилителю. Второй ввод ко второму операционному усилителю является верхним входным сигналом 182а регулятора освещенности. Таким образом, второй операционный усилитель сравнивает текущие значения пилообразного сигнала, выведенного первым компаратором, и верхний входной сигнал 182а регулятора освещенности, а в ответ на них выводит выходные сигналы 414а, 414b преобразователя регулятора освещенности.

Два оптрона 440, 450 могут быть реализованы в одном корпусе, например 4N35. Внутренние диоды двух оптронов 440, 450 соединяются последовательно с катодом первого оптрона, соединенного с анодом второго оптрона 450. Это выполняется для обеспечения того, чтобы два оптрона 440, 450 приводились в действие одним сигналом. Таким образом, как видно на Фиг. 4, выходной сигнал 414а преобразователя регулятора освещенности подается на анод первого оптрона 440, тогда как выходной сигнал 414b преобразователя регулятора освещенности подается на катод второго оптрона 450.

Оба включающих транзистора Q105 и Q106 выполнены с возможностью быть одновременно активированными управляющим сигналом 156 задержки регулятора освещенности. В момент одновременной активизации управляющим сигналом 156 задержки регулятора освещенности транзисторы Q105, Q106 через соответствующие базовые включающие выводы 454, 444 обеспечивают возможность вывода соответственно двух оптронов 440, 450.

Выходные данные 442 первого оптрона 440 подаются к ограничителю 470 уровня корректировки частоты регулятора освещенности, выходные данные от которого предоставляются к интегратору 472 корректировки частоты регулятора освещенности. Интегратор 472 корректировки частоты регулятора освещенности интегрирует выходные данные 442 первого оптрона 440 для выработки сигнала 174 корректировки частоты регулятора освещенности.

Выходные данные 452 второго оптрона 440 подаются к ограничителю 480 уровня коррекции шины регулятора освещенности, выходные данные от которого предоставляются к интегратору 482 коррекции шины регулятора освещенности. Интегратор 482 коррекции шины регулятора освещенности интегрирует выходные данные 452 второго оптрона 450 для выработки сигнала 188 коррекции шины регулятора освещенности.

Изоляционный барьер 490 от внешних схем предоставлен для повышения электрической изоляции от некоторых других компонентов варианта 400 осуществления схемы 180 интерфейса и поддержки регулятора освещенности.

На Фиг. 5 показан один вариант 500 осуществления объединенного схемного решения из схемы 160 датчика перегрузки по току, схемы 140 драйвера балласта, схемы 170 контроллера балласта и схемы 168 переключателя вкл/выкл балласта.

Схема 170 контроллера балласта содержит интегральную схему 520 контроллера балласта (ИС 520 контроллера балласта), которая может быть реализована как FAN7544, которая известна специалистам в данной области техники.

Одними входными данными для ИС 520 контроллера балласта является сигнал 174 корректировки частоты регулятора освещенности, создаваемый схемой интерфейса регулятора освещенности. Сигнал 174 корректировки частоты регулятора освещенности подается на вывод RT ИС 520 контроллера балласта. Параметрические выводы, в целом показанные как 511, подключаются для ввода данных к ИС 520 контроллера балласта. Эти параметрические выводы могут быть подключены к установочному конденсатору 512 TC раскачки контроллера балласта, установочному резистору 514 TC раскачки контроллера балласта (вывод RPH), установочному конденсатору 516 частоты запуска контроллера балласта и установочному резистору 518 частоты запуска контроллера балласта (вывод RT).

Вторыми входными данными для ИС 520 контроллера балласта является напряжение питания VCC, которое селективно предоставляется на вывод VCC ИС 520 контроллера балласта для предоставления линии напряжения VCC контроллера 176 балласта. Линия напряжения VCC контроллера 176 балласта находится под управлением переключателя 168 вкл/выкл балласта. Переключатель 168 вкл/выкл балласта реализован в качестве переключающего транзистора Q103 контроллера балласта. Вывод эмиттера 546 транзистора Q103 подключен к линии напряжения VCC драйвера 164 балласта. Линия напряжения VCC контроллера 176 балласта подключена к коллекторному выводу Q103 через коллекторный резистор R109. Со стороны базы транзистор Q103 подключен к линии напряжения VCC драйвера 164 балласта через резистор 545 делителя переключателя Vcc контроллера балласта верхнего плеча. Сигнал 154 вкл/выкл контроллера балласта подается на вход к базе Q103 через резистор 548 делителя переключателя Vcc контроллера балласта нижнего плеча. Таким образом, управляющий сигнал 154 вкл/выкл балласта, выводимый схемой 150 контроллера и усилителя, может управлять работой ИС 520 контроллера балласта за счет прекращения подачи VCC к контроллеру балласта.

Схема 160 датчика перегрузки по току включает в себя измерительный транзистор Q110 перегрузки по току, причем его база соединена с шиной 134 VCC через линию 539 базы Vcc. Эмиттер измерительного транзистора Q110 перегрузки по току подключен посредством измерительного токоограничивающего резистора 536 линии напряжения VCC драйвера 164 балласта, тогда как измерительный компенсирующий конденсатор 538 соединен между эмиттером и линией 539 базы Vcc. Между шиной 134 VCC и линией напряжения VCC драйвера 164 балласта размещен измерительный диод 532, соединенный последовательно с измерительным резистором 534. Коллектор транзистора Q110 подключен к земле через интегрирующую схему, содержащую измерительный интегрирующий резистор 535, соединенный последовательно измерительным интегрирующим конденсатором C129. Сигнал 537 конденсатора, который извлекается из воздействия напряжения на шинах 134, 164 VCC, интегрируется измерительным интегрирующим резистором 535 и измерительным интегрирующим конденсатором C129. Уровень напряжения на измерительном интегрирующем конденсаторе С129 выводится в качестве сигнала 162 перегрузки по току, который подается к схеме 150 управления и усилителя, вариант 300 осуществления которой описан выше со ссылкой на Фиг. 3.

Схема 160 датчика перегрузки по току возвращается к последовательности поджига, когда напряжение конденсаторов 128а, 128b фильтра шины падает ниже порогового значения. Конденсаторы 128а, 128b фильтра шины подключаются к шине, подающей питание к схеме 140 драйвера для лампы 602. В течение поджига лампы конденсаторы 128а, 128b фильтра шины предоставляют дополнительную мощность, требуемую для запуска лампы 602. Если лампа 602 не включается, конденсаторы 128а, 128b фильтра шины разряжаются с соответствующим падением напряжения шины ниже порогового значения. Пороговое значение напряжения шины/конденсаторов фильтра шины является уровнем напряжения, который указывает, что поджиг лампы был безуспешным. Другой признак схемы 160 датчика перегрузки по току является защитой схемы в случае отказа источника питания и/или конденсаторов фильтра шины, что приводит к потере уровня нормального напряжения.

Выходные сигналы ИС 520 возбуждения контроллера балласта отправляются к ИС 580 драйвера балласта, принадлежащей к схеме 140 драйвера балласта. Как рассматривается ниже со ссылкой на Фиг. 6, схема 140 драйвера балласта принимает эти сигналы 172 возбуждения для обеспечения работы лампы 602 посредством выводов 144а, 144b питания лампы.

На Фиг. 6 проиллюстрирована схема, включающая в себя схему 140 драйвера балласта и ограничителя напряжения для приведения в действие лампы 602. Интегральная схема 580 драйвера балласта обеспечивается питанием от линии напряжения VCC драйвера 164 балласта, а также соединена с -основной шиной 132b. Кроме того, как рассматривалось выше, интегральная схема драйвера балласта принимает сигналы 172 драйвера от схемы контроллера балласта, а более конкретно – от микросхемы 520 контроллера балласта. Интегральная схема 580 драйвера балласта имеет выводы, соединенные с затворами силовых транзисторов Q100 и Q101. Транзистор Q100 подключается к питанию на +основной шине 132a, тогда как транзистор Q101 подключается к питанию на -основной шине 132b. Выводы силовых транзисторов Q100 и Q101 связываются друг с другом для образования линии сигнала 650 драйвера резонансной схемы. При этом линия обратного сигнала 660 (Cbus) резонансной схемы берет начало в узле между конденсаторами 128а, 128b фильтра шины (см. Фиг. 1).

Как видно на Фиг. 6, схема 140 драйвера балласта и ограничителя напряжения включает в себя резонансную схему 620 и схему 610 ограничителя напряжения поджига. В течение поджига лампы в лампе 602 вырабатывается высокое напряжение. Желательно ограничивать напряжение поджига лампы для увеличения срока эксплуатации лампы.

Резонансная схема 620 сконфигурирована как LC-цепь, размещенная между драйвером 580 балласта и лампой 602. Резонансная схема 620 имеет резонансную частоту, равную частоте драйвера 580 балласта. При совмещении частоты драйвера 580 балласта с резонансной частотой резонансной схемы 602 к лампе 602 передается максимальная мощность. Резонансная схема 620 содержит дроссель 622 LC-цепи, запускающий конденсатор 624 LC-цепи и конденсатор 626 поджига LC-цепи. Конденсатор 626 поджига LC-цепи является электрически параллельным лампе 602.

Схема 610 ограничителя напряжения поджига имеет противодействующий варистор 612a напряжения прогрева/запуска верхнего плеча (“первый варистор 612а”), зарядный конденсатор 614а напряжения поджига верхнего плеча (“первый конденсатор 614а”), варистор 618 ограничителя напряжения поджига (“шунтирующий варистор 618”), зарядный конденсатор 614b напряжения поджига нижнего плеча (“второй конденсатор 614b”) и противодействующий варистор 612b напряжения прогрева/запуска нижнего плеча (“второй варистор 612b”), соединенные параллельно запускающему конденсатору 624 LC-цепи.

Специалистам в данной области техники известно, что варистор имеет высокое сопротивление ниже порогового напряжения. Когда напряжение на варисторе превышает пороговое значение, варистор становится проводящим. Для работы с высоким напряжением можно последовательно соединить множество варисторов. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть использованы металлооксидные варисторы (MOV).

Соединение шунтирующего варистора 906 с каждым конденсатором 614а, 614b также обеспечивает соединение для соответствующего диода 616a, 616b. Диоды 616а, 616b позволяют конденсаторам 614a, 614b быть заряженными до потенциала постоянного тока. Варисторы 612а, 612b обеспечивают порог напряжения, достаточный для предотвращения вмешательства ограничителя 620 напряжения поджига в случае уровней возбуждения обычного функционирования лампы. Когда накопленное напряжение конденсаторов 614a, 614b достигает предела напряжения шунтирующего варистора 618, шунтирующий варистор 618 пропускает ток, посредством чего ограничивает напряжение поджига лампы к напряжению, равному допустимым значениям накопительного напряжения первого и второго варисторов 612а, 612b и шунтирующего варистора 618. Пик кривой напряжения преодолевает шунтирующий варистор 618 для того, чтобы обеспечить протекание тока по запускающему конденсатору 624 LC-цепи. Этот ток предотвращает постоянное нарастание резонансного напряжения без увеличения тока возбуждения. Таким образом, это косвенно ограничивает потребность драйвера в токе и подборке размеров для применения, а также позволяет использовать более экономичные переключающие устройства драйвера, которые типично имеют меньший nC для более быстрого переключения и более высокую эффективность.

Когда происходит поджиг лампы, напряжение поджига лампы достигается перед тем, как генерируется сигнал перегрузки по току из-за задержки в результате опустошения удерживающего конденсатора 128а, 128b. С другой стороны, при поджиге, производимом разверткой по частоте возбуждающей частоты через резонансную частоту L/С, конечное время запаздывания при пиковом напряжении поджига производится ‘Q’ L/C и скоростью развертки. Удерживающий конденсатор на основной шине значительно меньше заряжается, чем требуется полной разверткой, и, следовательно, перегрузка по току является источником прерывания поджига. Также предотвращается известный фальш-старт лампы 602. Например, газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID) в критических неконтролируемых условиях имеют возможность продолжения осуществления начального образования дуги. Способ удерживающего опустошения предотвращает продолжение образования дуги.

После поджига лампы 602 конденсатор 626 поджига LC-цепи шунтируется относительно менее эффективным импедансом лампы 602. В результате, используя один вариант осуществления в качестве примера, резонансная частота 180 кГц резонансной схемы 610 меняется на 75 кГц и преимущественно становится индукционной, поскольку возбуждающая частота находится на верхнем наклоне кривой. Поскольку дуга в лампе 602 преобразуется в положительное тлеющее свечение, максимальный требуемый ток для лампы уменьшается с 4А до 2,6А при типичных номинальных рабочих значениях. Учитывая конечный импеданс, типичная лампа 602 осуществляет переход в течение нескольких минут. Соответственно, корректировки мощности и/или яркости выполняются с небольшой скоростью, если это вообще можно воспринять. Дополнительно, чтобы избежать проблем со стабильностью, скорость корректировки является меньшей, чем ответная характеристика усиления мощности УКМ. Например, динамическая характеристика усиления мощности УКМ устанавливается в величину 5 Гц для поддержки типичного поджига и функционирования лампы.

Из вышеприведенного понятно, что ограничитель 610 напряжения ограничивает напряжение поджига, прикладываемое к схеме 140 балласта в момент запуска лампы 602. Ограничитель 610 напряжения использует варисторы для переключения компонентов схемы, например, конденсаторов, которые смещают параметры резонансной схемы на основе уровней напряжения. Когда достигается конкретный уровень напряжения, варисторы начинают проводить ток и замыкают цепь, соединенную с резонансной схемой 620. Ограничитель напряжения 610 изменяет резонансную частоту резонансной схемы 620, что приводит к установке напряжения лампы 602 в максимальное значение.

Как видно на Фиг. 6, схема 140 драйвера балласта, включающая резонансную схему 620 и схему 610 ограничителя напряжения, лишена резистора, выполненного с возможностью обнаружения текущих условий в схеме 140, в отличие от схем балласта предшествующего уровня техники. Отсутствие такого резистора способствует снижению потребления питания и генерации тепла в схеме 100 балласта.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на один или более отдельных вариантов осуществления, описание в целом предназначено как иллюстративное и не должно подразумеваться в качестве ограничивающего изобретение к показанным вариантам осуществления. Специалисты в данной области техники примут во внимание, что могут быть осуществлены различные модификации, специально не описанные в материалах настоящего документа, хотя находящиеся в объеме изобретения.

Список номеров ссылок

100 – схема балласта

110 – схема фильтра электромагнитных помех и мостового выпрямителя

112а – вход N1

112b – вход N2

114 – вход, защитное заземление

116 – входной конденсатор УКМ

118а – выпрямленная синусоида (+)

118b – выпрямленная синусоида (-)

120 – контроллер коэффициента мощности

122 – обходная линия

124 – делитель шины, верхнее плечо

125 – вывод обратной связи/выключения ИС УКМ

126 – делитель шины, нижнее плечо

128a – верхний конденсатор фильтра шины

128b – нижний конденсатор фильтра шины

130 – схема регулятора напряжения

132а – +основная шина

132b – -основная шина

134 – шина Vcc

138 – Vcc-Iso

140 – схема драйвера балласта

144а – вывод 1 питания лампы

144b – вывод 2 питания лампы

150 – схема управления и усилителя

152 – сигнал обратной связи коррекции мощности

154 – сигнал вкл/выкл контроллера балласта

156 – управляющий сигнал задержки регулятора освещенности

158 – токоизмерительный сигнал УКМ (от вывода Iavg ИС УКМ)

160 – схема датчика перегрузки по току

162 – сигнал обратной связи перегрузки по току

164 – линия напряжения VCC драйвера балласта

168 – переключатель вкл/выкл балласта

170 – схема контроллера балласта

172 – сигналы возбуждения

174 – сигнал корректировки частоты регулятора освещенности

176 – линия напряжения VCC контроллера балласта

180 – схема регулятора освещенности

182а – вход (+) регулятора освещенности

182b – вход (-) регулятора освещенности

184 – шунтирующий резистор регулятора освещенности

186 – переключатель временной задержки регулятора освещенности

188 – сигнал обратной связи коррекции шины регулятора освещенности

200 – схема контроллера коэффициента мощности

206 – токоизмерительный резистор УКМ

208 – резистор Iavg УКМ

210 – NCP1650 (ON Semiconductor)

300 – схема контроллера и усилителя

310 – запускающий компаратор

314 – опорный сигнал запускающего компаратора

319 – сигнал рабочего состояния

320 – усилитель 1 СХПМ

322 – интегратор усилителя 1 СХПМ

330 – усилитель 2 СХПМ

332 – ограничитель усилителя 2 СХПМ

340 – осциллятор поджига

342 – сигнал поджига

350 – таймер задержки регулятора освещенности

360 – логическая схема включения балласта

400 – схема интерфейса и поддержки регулятора освещенности

410 – преобразователь напряжения для рабочего цикла

414a, b – вывод преобразователя регулятора освещенности

420 – регулятор Vcc преобразователя регулятора освещенности

420a – Vcc+ преобразователя регулятора освещенности

420b – Vcc- преобразователя регулятора освещенности

430 – трансформатор Т100

440 – оптрон U104

442 – вывод оптрона U104

444 – включение оптрона U104

450 – оптрон U105

452 – вывод оптрона U105

454 – включение оптрона U105

460 – инверторы, включающие оптрон

Q105 – первый включающий инвертор на транзисторе

Q106 – второй включающий инвертор на транзисторе

470 – ограничитель уровня корректировки частоты регулятора освещенности

472 – интегратор корректировки частоты регулятора освещенности

480 – ограничитель уровня коррекции шины регулятора освещенности

482 – интегратор коррекции шины регулятора освещенности

490 – изоляционный барьер

500 – схема драйвера и контроллера балласта

511 – параметрические выводы контроллера балласта

512 – установочный конденсатор TC раскачки контроллера балласта

514 – установочный резистор TC раскачки контроллера балласта

516 – установочный конденсатор частоты запуска контроллера балласта

518 – установочный резистор частоты запуска контроллера балласта

520 – ИС контроллера балласта

Q110 – измерительный транзистор перегрузки по току (ПТ)

532 – измерительный диод D116 ПТ

C129 – измерительный интегрирующий конденсатор ПТ

534 – измерительный резистор R139 ПТ

535 – измерительный интегрирующий резистор ПТ

536 – измерительный токоограничивающий резистор ПТ

537 – измерительный сигнал ПТ

538 – измерительный компенсирующий конденсатор ПТ

539 – линия Vcc в измерительный транзистор

Q103 – переключающий транзистор Vcc контроллера балласта

545 – резистор делителя переключателя Vcc контроллера балласта верхнего плеча

546 – вывод эмиттера транзисторного переключателя контроллера балласта

R109 – коллекторный резистор транзистора переключения контроллера балласта

548 – резистор делителя переключателя Vcc контроллера балласта нижнего плеча

580 – ИС IR2113 драйвера балласта

600 – схема драйвера балласта

602 – лампа

610 – ограничитель напряжения поджига

612а – противодействующий варистор напряжения прогрева/запуска верхнего плеча

612b – противодействующий варистор напряжения прогрева/запуска нижнего плеча

614a – зарядный конденсатор напряжения поджига верхнего плеча

614b – зарядный конденсатор напряжения поджига нижнего плеча

616a – выпрямительный диод поджига верхнего плеча

616b – выпрямительный диод поджига нижнего плеча

618 – MOV ограничитель напряжения поджига

620 – резонансная LC-цепь

622 – дроссель резонансной LC-цепи

624 – запускающий конденсатор резонансной LC-цепи

626 – конденсатор поджига резонансной LC-цепи

650 – сигнал драйвера резонансной схемы

660 – обратный сигнал (Cbus) резонансной схемы













Люминесцентные балласты – электрические 101

В люминесцентных лампах используется балласт, который преобразует линейное напряжение в напряжение для запуска и работы лампы (ей). Новые люминесцентные балласты обычно рассчитаны как на 120 вольт, так и на 277 вольт. Некоторые из них рассчитаны только на 120 вольт, другие – только на 277 вольт (используются в коммерческой среде).

КЛЛ

для дома имеют встроенный балласт в основании лампы.В коммерческих КЛЛ используется отдельный балласт. У балластов есть электрическая схема, на которой показано, как они подключаются к патронам.

Есть четыре основных типа люминесцентных балластов:

Электронные балласты с мгновенным запуском используют высокое пусковое напряжение (около 600 вольт) для очень быстрого запуска (менее 0,1 секунды). Для максимальной энергоэффективности электроды не подогреваются, 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 пуском или пуском с триггера используются в светильниках T12 и более старых моделей T8 и подключаются последовательно.

Электронные балласты быстрого запуска нагревают электроды при подаче пускового напряжения (около 500 вольт) для быстрого запуска ламп примерно за 0,5–1,0 секунды. Нагрев электродов продолжается, пока лампы включены, и они потребляют немного больше энергии (около 2 Вт на лампу), чем пускорегулирующие балласты с мгновенным запуском. Они могут работать от 15 000 до 20 000 циклов переключения до отказа.ПРА для быстрого пуска подключаются последовательно.

Программируемый пуск Электронные балласты запускаются быстро примерно за 1,0 – 1,5 секунды. Они предварительно нагревают электроды контролируемым образом перед подачей пускового напряжения. Программируемые пусковые балласты минимизируют нагрузку на электроды и увеличивают срок службы лампы при частом запуске (зоны с датчиками присутствия). Они могут проработать до 50 000 циклов переключения до отказа. Запрограммированные пусковые балласты подключаются последовательно.

Лампы

T8 с новым электронным балластом потребляют примерно на 20– энергии на 30% меньше, чем магнитный балласт T12.При выходе из строя магнитного балласта T12 его следует заменить электронным балластом T8. ПРА Т12 доступны, но лампы Т12 снимаются с производства. В зависимости от осветительной арматуры и способа ее установки может быть проще и примерно по той же цене заменить светильник вместо балласта. Новый гаражный люминесцентный светильник может стоить меньше, чем замена балласта.

Типы ламп, совместимые с этим балластом

(4) F32T8 – До четырех люминесцентных ламп, 32 Вт, лампа Т8.

(4) F25T8 – До четырех люминесцентных ламп, 25 Вт, лампа Т8.

(4) F17T8 – До четырех люминесцентных ламп, 17 Вт, лампа Т8.

Светильники с балластами иногда имеют таблички с указанием необходимого типа лампы и балласта (F32T8).

Флуоресцентные этикетки балласта

На этикетке балласта показаны две важные метки.

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

Диаметр люминесцентных трубок

Люминесцентные лампы имеют две общие формы: прямую и форму U-.Наиболее распространены типы T12, T8 и T5. Т обозначает трубку, а цифра обозначает диаметр в 1/8 дюйма. Диаметр лампы определяется типом балласта. В светильнике с балластом T12 должна использоваться лампа T12. В светильнике с балластом T8 должна использоваться лампа 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. T8.

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 могла бы быть лучшим выбором.

Электропроводка балласта – электрическая 101

Для работы люминесцентных ламп требуется балласт.Схема люминесцентной лампы включает балласт, провода, патроны и лампы.

Лампа против лампы

Электрики обычно называют лампочку лампой. Производители лампочек используют термин «лампа», когда относятся к люминесцентным лампам. На этой странице мы будем называть люминесцентную лампу лампой или трубкой.

Отдельные и общие провода балласта

Каждый провод балласта подключается к патрону на одной стороне каждой трубки.Общий провод (а) подключается ко всем патронам на другой стороне трубок.

Цвета проводов балласта

Цвета проводов для отдельных и общих соединений на люминесцентных балластах будут различаться в зависимости от типа балласта, марки и количества поддерживаемых ламп. Балласты имеют определенные цвета для отдельных проводов к патронам и другие цвета для общих проводов к патронам.

Магнитные балласты и электронные балласты

Старые магнитно-люминесцентные балласты обычно быстро запускаются и подключаются последовательно.Более новые электронные балласты – это мгновенный запуск (подключенные параллельно), быстрый запуск (подключенные последовательно), запрограммированный запуск (подключенные последовательно – параллельно, регулируемые балласты и балласты CFL.

Быстрый запуск против балластов мгновенного запуска

Когда балласт быстрого запуска (соединенный последовательно) работает с несколькими лампами и одна лампа выходит из строя, цепь размыкается, и другие лампы не загораются.

Когда пусковой балласт (включенный параллельно) управляет несколькими лампами в цепи, лампы работают независимо друг от друга.Если одна лампа выходит из строя, другие могут продолжать работать, поскольку цепь между ними и балластом остается непрерывной.

При использовании некоторых пусковых балластов с 3 и 4 лампами (подключенных последовательно – параллельно), если одна лампа в одной ветви выходит из строя, лампа (и) в параллельной ветви продолжает работать.

  • ПРА для быстрого пуска можно подключать только последовательно в соответствии со схемой на пускорегулирующем аппарате.
  • ПРА для мгновенного пуска можно подключать параллельно только в соответствии со схемой на пускорегулирующем устройстве.
  • Замена проводки люминесцентного светильника с быстрого запуска на мгновенный включает в себя изменение проводки с последовательной на параллельную.

1 Схема балласта быстрого запуска лампы

1 Схема балласта мгновенного запуска лампы

Заземление балласта

Заземление балласта очень важно. Заземление обычно происходит автоматически, если светильник заземлен должным образом.

Заземляющий провод от источника питания должен быть подключен к осветительной арматуре.Металлический балласт, установленный на металлической осветительной арматуре, автоматически заземляет балласт.

Если балласт имеет клемму заземления, к ней должен быть подключен заземляющий провод.

(PDF) Схемы электронного балласта для люминесцентных ламп

6

открытая нагрузка [17]. После ионизации лампы S2 приводит в действие лампу

. Как только сопротивление лампы падает, напряжение на

S2 становится меньше, чем при запуске.Ток накала

вместе с напряжениями на S1 и S3 уменьшается. Обратная связь

обмоток выходного трансформатора Т1 управляют транзисторами.

На рисунке 10 показаны формы установившихся сигналов балластной цепи, питаемой напряжением

, для различных значений токов индуктивности и коллектора

.

В установившемся режиме пиковое напряжение на транзисторе

Рис. 9. Двухтактная резонансная балластная цепь [17]

Рис.10. Формы установившихся сигналов двухтактного балласта

торцов равны удвоенному пиковому напряжению питания из-за отражения

от трансформатора:

Vpeak = 2 × √2 × Vmains (1)

Для сети 220V , это дает значение около 620 В. Добавлен запас прочности

для защиты устройства от переходных процессов

при включении и выключении, и следует использовать устройства с рейтингом около 1400

[17]. В таблице 2 показаны значения тока рабочего коллектора

для различных топологий балласта ламп для различных рабочих напряжений

.Показаны различные топологии

, работающие в своих собственных диапазонах мощности.

IX. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой статье мы представили различные типы схем

конфигураций для люминесцентных ламп, работающих на электронных балластах

. Характеристики электронных балластов также примерно

по сравнению с магнитными балластами. Высокоэффективные электронные балласты

предпочтительнее электромагнитных из-за

Рис.11. Значения рабочего тока коллектора для топологий балласта ламп

с учетом их характеристик, таких как снижение веса, повышение эффективности и уменьшение мерцания

. В частности, это достигается за счет увеличения рабочей частоты

с нормальной рабочей частоты

до гораздо более высокой частоты, таким образом повышая эффективность лампы

примерно на 10%

СПРАВОЧНИКИ

[1] Майкл Байранзаде, «Конструкция электронного балласта лампы. , Примечание по применению

AN1543 / D, 1995.

[2] Азлан Камил Б. Мохаммад Фаузи, «Самоколебательный диммируемый электронный балласт

tronic, март 2006 г.

[3] Спенглер, Джим, и Ануп К. Бехера. «Методы коррекции коэффициента мощности

, используемые для балластов люминесцентных ламп». Общество промышленных приложений An-

Ежегодное собрание, 1991 г., Отчет о конференции 1991 г., IEEE. IEEE, 1991.

[4] Тростл, А., «Самоконфигурируемый интерфейс регулировки яркости для люминесцентных ламп

балластов», Отчет конференции 2001 IEEE Industry Applications

Conference, 2001.Тридцать шестое ежегодное собрание МСФО, том 2, №, стр. 906-

911 том 2, 30 сентября – 4 октября 2001 г.

[5] Бланко, Сесилио, Маркос Алонсо, Эмилио Лопес, Антонио Каллеха , и

Мануэль Рико. «Одноступенчатый балласт для люминесцентных ламп с высокой мощностью

с коэффициентом

». На конференции и выставке прикладной силовой электроники, 1996.

APEC’96. Материалы конференции 1996 г., одиннадцатый ежегодник, т. 2. С.

616-621. IEEE, 1996.

[6] Wu, T-F., M-C. Чан и Э.Б.Чанг. «Анализ и разработка одноступенчатого электронного балласта с высоким коэффициентом мощности

и функцией диммирования». В

Конференция и выставка по прикладной силовой электронике, 1997. APEC’97

Conference Proceedings 1997., Twelfth Annual, vol. 2. С. 1030-1036.

IEEE, 1997.

[7] Сринвасан, Р., Оруганти, Р., «Единичный коэффициент преобразователя мощности с использованием топологии повышения мощности моста Half-

, IEEE, Transactions on Power Electronics», vol.

13, вып.13, 1999.

[8] Фрейтас-Виейра, Дж. К. М., Зорал, Л., «Электронный балласт с высоким коэффициентом мощности

на основе одного каскада обработки мощности», IEEE, PESC’95, стр. 687-

693, 1995.

[9] Alonso, JM, Calleja, AJ, Ferrero, FJ, Lopez, E., Ribas, J., Rico –

Secades, M., «Одноступенчатая установка постоянной мощности высокой мощности. Factor Elec-

tronic Ballast с возможностью диммирования », IEEE, PESC’98, vol 2. 1998.

[10] do Prado, RN, Bonalso, S.А., Грефф, Д.С., «К High Power Fac-

tor Flyback-Half Bridge для преобразователя флуоресцентного освещения», IEEE,

IECON’98, 1998.

[11] Deng, e., Cuk, S. , «Одноступенчатый, высокий коэффициент мощности, балласт лампы»,

IEEE, APEC’94, 1994.

[12] Бриоши, Р. О., Ламего, М. М., Виейра, Л. Ф., «Недорогая электроника высокой мощности

. Ballast, Proceedings of the IEEE Industry Applications

Society Annual Meeting », 1997, pp. 2360-2365.

[13] Алонсо, Дж.M., Calleja, AJ, Ribas, J., Lopez, E., Rico-Secades, M., «A

Новый недорогой интегрированный балласт с высоким коэффициентом мощности для люминесцентных ламп

», Proceedings of the IEEE Конференция по промышленной электронике

IECON97, pp.941-946.

[14] Сюн, Вэй. «Контроль истечения срока службы балласта параллельных ламп». Патент США

8,947,020, выдан 3 февраля 2015 г.

[15] Xiong, Wei. «Непрямое определение угла проводимости линейного напряжения для балласта с регулируемой яркостью прерывателя

.”Патент США 8,947,015, выдан 3 февраля

2015.

[16] Виджаясаратхи, Н. и С. Сантия. «Моделирование и анализ рабочих характеристик параллельного резонансного инвертора для применения с электронным балластом».

Моделирование 4, вып. 2 (2015).

[17] A.Vitanza, R.Scollo, A.Hayes, «Электронный балласт для люминесцентных ламп,

Application Note STMicroelectronics, 1999.

[18] Робертс, Л. Майкл. «Как работают магнитно-индукционные лампы». Интернет, 2011.

Балластные весы – как работают люминесцентные лампы

В предыдущем разделе мы видели, что газы не проводят электричество так же, как твердые тела. Одним из основных различий между твердыми телами и газами является их электрическое сопротивление (сопротивление протекающему электричеству). В твердом металлическом проводнике, таком как проволока, сопротивление является постоянным при любой заданной температуре, которое определяется размером проводника и природой материала.

В газовом разряде, таком как люминесцентная лампа, ток вызывает уменьшение сопротивления.Это связано с тем, что по мере прохождения большего количества электронов и ионов через определенную область они сталкиваются с большим количеством атомов, что освобождает электроны, создавая больше заряженных частиц. Таким образом, ток будет расти сам по себе в газовом разряде, пока есть соответствующее напряжение (и бытовой переменный ток имеет большое напряжение). Если ток в люминесцентном свете не контролируется, он может вывести из строя различные электрические компоненты.

Балласт люминесцентной лампы контролирует это.Самый простой тип балласта, обычно называемый магнитным балластом , работает как индуктор. Базовая катушка индуктивности состоит из катушки с проволокой в ​​цепи, которая может быть намотана на кусок металла. Если вы читали «Как работают электромагниты», вы знаете, что когда вы пропускаете электрический ток по проводу, он создает магнитное поле. Расположение провода концентрическими петлями усиливает это поле.

Поле такого типа влияет не только на объекты вокруг цикла, но и на сам цикл.Увеличение тока в контуре увеличивает магнитное поле, которое прикладывает напряжение, противоположное течению тока в проводе. Короче говоря, намотанный на катушку провод в цепи (индуктор) препятствует изменению тока, протекающего через него (подробности см. В разделе «Как работают индукторы»). Элементы трансформатора в магнитном балласте используют этот принцип для регулирования тока в люминесцентной лампе.

Балласт может только замедлить изменения тока – он не может их остановить. Но переменный ток, питающий флуоресцентный свет, постоянно реверсирует сам , поэтому пускорегулирующий аппарат должен только блокировать увеличение тока в определенном направлении на короткое время.Посетите этот сайт для получения дополнительной информации об этом процессе.

Магнитные балласты модулируют электрический ток с относительно низкой частотой цикла , что может вызвать заметное мерцание. Магнитные балласты также могут вибрировать с низкой частотой. Это источник слышимого жужжания, которое люди ассоциируют с люминесцентными лампами.

Современные конструкции балластов используют передовую электронику для более точного регулирования тока, протекающего через электрическую цепь. Поскольку они используют более высокую частоту цикла, вы обычно не замечаете мерцания или жужжания, исходящего от электронного балласта.Разным лампам требуются специальные балласты, предназначенные для поддержания определенных уровней напряжения и тока, необходимых для различных конструкций ламп.

Люминесцентные лампы бывают всех форм и размеров, но все они работают по одному и тому же основному принципу: электрический ток стимулирует атомы ртути, что заставляет их испускать ультрафиолетовые фотоны. Эти фотоны, в свою очередь, стимулируют люминофор, который излучает фотоны видимого света. На самом базовом уровне это все, что нужно сделать!

Чтобы узнать больше об этой замечательной технологии, включая описания различных конструкций ламп, перейдите по ссылкам ниже.

Связанные статьи HowStuffWorks

Дополнительные ссылки

Типы электронных балластов люминесцентных ламп, функции и преимущества – Электротехника 123

Электронные балласты люминесцентных ламп обеспечивают начальное высокое напряжение для отвода газа внутри люминесцентных ламп / ламп. Балласт преобразует электрическую частоту в очень высокую частоту, которая инициирует процесс газового разряда, контролируя напряжение и ток через лампы.

Существуют различные типы световых балластов, включая электромагнитные, гибридные и электронные.На этой странице мы говорим больше об электронных балластах, которые в основном обеспечивают пусковое напряжение. После этого он поддерживает постоянный ток и гарантирует, что цепь останется стабильной.

Как мы знаем, обычное электричество приходит с частотой 50-60 Гц, которую электронный балласт увеличивает и подает на лампу с частотой 20 000 Гц или выше. Преимущество этого заключается в том, что он устраняет стробоскопический эффект мерцания, который может быть связан с частотой линии, связанной с люминесцентным освещением.

Принцип электронного балласта

Электронные балласты часто основаны на топологии SMPS, сначала выпрямляя входную мощность, а затем прерывая ее с высокой частотой. Усовершенствованные электронные балласты позволяют регулировать яркость с помощью широтно-импульсной модуляции или путем изменения частоты на более высокое значение.

Высокая выходная частота электронного балласта обновляет люминофор в люминесцентной лампе так быстро, что не возникает заметного мерцания. Индекс мерцания используется для измерения воспринимаемых диапазонов модуляции света от 0 до 1, где 0 указывает на меньшую вероятность мерцания, а 1 указывает на максимальную.

Благодаря более высокому КПД самого балласта и более высокому КПД лампы на более высокой частоте, электронные балласты обеспечивают более высокий КПД системы для ламп низкого давления, таких как люминесцентные лампы.

Типы электронных балластов

Существует три основных типа электронных балластов: мгновенный запуск, быстрый запуск и запрограммированный запуск.

  1. Электронные балласты с мгновенным запуском запускают лампы без задержки (<0,1 секунды) или мерцания, обеспечивая пусковое напряжение, достаточно высокое для того, чтобы инициировать разряд через лампы, не дожидаясь необходимости нагрева электродов лампы.Для этого типа балластов пусковое напряжение составляет около 600 В. Лампы, связанные и управляемые балластами мгновенного пуска , обычно работают от 10 000 до 15 000 циклов переключения до выхода из строя.
  2. Электронные балласты быстрого пуска Пусковые лампы быстро (0,5–1,0 секунды) без мерцания за счет нагрева электродов лампы и одновременной подачи пускового напряжения. Лампы, работающие от балластов с быстрым запуском, обычно работают от 15 000 до 20 000 циклов переключения до выхода из строя.
  3. Электронные балласты с программным запуском – лучший вариант для обеспечения максимального срока службы лампы при частом запуске лампы, например, в зонах, где используются датчики присутствия.Лампы с запрограммированными пусковыми балластами обычно работают до 50 000 циклов переключения до выхода из строя. Следовательно, обеспечивая максимальный срок службы.
Как работает электронный балласт

Электронный балласт использует твердотельную электронную схему для обеспечения надлежащих пусковых и рабочих электрических условий для питания газоразрядных ламп. Балласт может быть «залит» смолой для защиты печатных плат и компонентов от влаги и вибрации.

Существуют различные типы контуров легкого балласта i.е. автоколебательные и управляемые ИС схемы. Также становится известной новая схема преобразователя конденсаторной пары (CCC), разработанная в лаборатории силовой электроники HKU.

Электронный балласт может быть меньше и легче магнитного балласта аналогичного номинала. Электронный балласт обычно тише магнитного, который из-за вибрации пластин трансформатора создает гул линейной частоты.

Основные технические характеристики и преимущества:

  1. Пусковые характеристики хорошие при низком давлении, могут запускаться плавно и предварительно нагревать трубы после начальной точки, чтобы избежать The Times.
  2. Диапазон адаптивного напряжения
  3. Предварительный нагрев при запуске, что значительно продлевает срок службы лампы, снижает затраты и повышает защиту окружающей среды.
  4. Высокий коэффициент мощности, все характеристики достигли 0,98.
  5. Давление, расход и функция защиты от аномального состояния выхода
  6. Устраняет стробоскопический свет, более стабильный. Чтобы улучшить зрение, повысить эффективность, снизить разрешение постоянной работы зрительной усталости, помочь защитить зрение.
  7. Малошумный, легкий.

Светодиодное освещение – это новая тенденция, которая сейчас лидирует в оптической промышленности, которая является одним из самых энергоемких секторов в мире. Кроме того, он стал наиболее важной осью индустрии «низкоуглеродного зеленого роста» благодаря своей высокой энергоэффективности и долгому сроку службы, а также разнообразно расширял область своего применения до электричества / электроники / освещения и т. Д. ключевая отрасль зеленого содержания, в котором интегрированы ИТ-технологии и полупроводниковые технологии.

Цепь электронного балласта – Инженерные проекты

Люминесцентная лампа требует дополнительного оборудования, такого как медный балласт и стартер для нормальной работы.Эти два необходимы для обеспечения начального высокого напряжения для ионизации и последующего ограничения тока через трубку до безопасных значений. Было замечено, что эффективность освещения ламповой лампой при возбуждении высокочастотным источником питания выше, чем при возбуждении на линейной частоте 50 Гц. Кроме того, у громоздких медных балластов низкий коэффициент мощности и эффективность. Поэтому для устранения этих недостатков была разработана схема электронных балластов.

Описание схемы электронного балласта

Цепь электронного балласта легка, компактна и имеет высокий коэффициент мощности.Он запускается даже при низком напряжении и, прежде всего, имеет очень высокий КПД.

Типичный электронный балласт – это генератор с питанием от тока в полумостовой конфигурации. Транзисторы Т 1 , Т 2 и конденсаторы С 5 , С 6 образуют полумост в схеме электронного балласта для лампового света. Диоды D 8 , D 9 , D 5 , D 6 фиксируют значения выходного напряжения на шинах питания.Диоды D 1 до D 4 и конденсаторы C 1 до C 3 обеспечивают необходимое постоянное напряжение для цепи. Трансформатор X 2 регулирует ток через лампу, а также определяет частоту срабатывания ЭПРА. Для показанного значения рабочая частота обычно составляет от 25 до 30 кГц, R 6 , C 4 и DIAC 1 (DB-3) от схемы запуска.

Поскольку конденсатор C 4 заряжается примерно до 35 В, DIAC 1 подает импульс тока на базу транзистора T 2 , приводя схему в колебательное состояние.Технические характеристики трансформаторов X 1 и X 2 приведены ниже:

Транзисторы можно отсортировать по их текущему усилению. Можно использовать транзистор с аналогичным коэффициентом усиления по току. Для этого используйте цифровой мультиметр с функцией проверки транзисторов.

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БАЛЛАСТНОЙ ЦЕПИ

Резисторы (все ¼ Вт, ± 5% углерода, если не указано иное)

R 1 , R 2 = 1.5 Ом

R 3 , R 4 = 5,1 Ом

R 5 = 330 кОм, 0,5 Вт

R 6 = 470 кОм

Конденсаторы

C 1 -C 3 = 22 мкФ / 160 В

C 4 – C 6 = 0,01 мкФ / 630 В

C 7 = 0,01 мкФ / 1500 В

Полупроводники

Т 1 , Т 2 = MJE13005

D 1 – D 6 = 1N4007

D 7 – D 9 = BA159

D 10 , D 11 = 1N4148

DIAC 1 = DB-3

Разное

X 1 = катушка, намотанная на ферритовый сердечник Т-10 или Т-12.6 витков, 3 витка и 6 витков намотаны тонкой медной проволокой с пластиковым покрытием. Другая обмотка должна иметь изоляцию более 100 МОм при испытательном напряжении 500 В.

X 2 = 160 витков эмалированного медного провода 29 SWG с листом тонкой изоляционной бумаги между слоями. Ферритовый сердечник E-25 закреплен с небольшим воздушным зазором около 0,2 мм, образованным бумагой, удерживаемой между поверхностями ферритового сердечника.

F 1 = предохранитель 1А

40Вт трубчатый светильник

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Все компоненты балласта находятся под напряжением.Они несут высокое напряжение. Прямой контакт с цепью может привести к летальному исходу.

По возможности отключите сеть и разрядите конденсаторы C 1 , C 2 , C 3 перед проверкой компонентов. Для разряда используйте резистор на 100 Ом, подключенный между двумя датчиками. Не допускайте разряда путем замыкания конденсаторов.

ГЛАВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ | Цепь электронного балласта

Ниже перечислены некоторые из основных неисправностей, обнаруженных в электронных балластах, а также возможные причины.

S.N Неисправности Причины
1 Трубка не запускается или мерцает: Неправильный DIAC 1
Неправильная последовательность подключения катушки X 1
2 Трубка мерцает, но не запускается: Неправильное подключение катушки X 1
Неисправные диоды D 6 , D 5
3 Лампа работает, перегрев транзистора: Плохая изоляция в X 1 или неправильный №оборотов
4 Трубка работает, змеевик X 2 перегревается: Слишком большой воздушный зазор
5 Шипящий или потрескивающий звук: Неправильная изоляция катушки X 2
6 Мерцающая трубка: Неисправные конденсаторы C 1 , C 2 , C 3
7 Не запускается при низком напряжении: Очень низкий воздушный зазор в X 2

Для дальнейших экспериментов конденсатор C 1 , C 2 и C 3 можно заменить одним полиэфирным конденсатором емкостью 8 мкФ.Это увеличение размера и стоимости. Эта модель выдержит высокие температуры (наружное применение) и прослужит долго.

Сдвоенные фильтры L-образного сечения, состоящие из катушек индуктивности, конденсаторов и конденсаторов, могут использоваться на входной стороне переменного тока дросселя. Это подавит радиопомехи (RFI). Катушки могут быть по 15 витков на ферритовом сердечнике Т-20. Конденсаторы могут быть 0,01 мкФ, 1000 вольт.

Руководство по применению электронных балластов (1033)

Руководство по применению электронных балластов (1033)

Люминесцентная лампа на сегодняшний день является самой распространенной из всех типов газоразрядных ламп.Он используется почти повсеместно, особенно в офисном освещении. Наиболее распространенный тип люминесцентных ламп – это трубчатые линейные по форме от 600 мм (18 Вт) до 1500 мм (58 Вт) в длину. Разрядная трубка имеет электрод, запаянный на каждом конце, и заполнена инертным газом и небольшим количеством ртути, причем последняя присутствует как в жидкой, так и в парообразной форме. Внутренняя часть трубки покрыта смесью флуоресцентных порошков.

Они преобразуют ультрафиолетовое излучение ртутного разряда в более длинные волны видимого диапазона.Доступно множество различных флуоресцентных порошков или «люминофоров» для любой желаемой цветовой температуры и характеристик цветопередачи.

В отличие от лампы накаливания люминесцентную лампу нельзя подключать напрямую к электросети. В схему должно быть включено какое-то устройство для ограничения протекающего через него электрического тока. Это устройство может быть электромагнитным (обычным) балластом со стартером или электронным балластом, работающим на высокой частоте.

Базовая конструкция типичного электронного балласта включает фильтр нижних частот, выпрямитель, буферный конденсатор и высокочастотный (ВЧ) генератор.Основной принцип работы заключается в том, что после прохождения фильтра нижних частот сетевое напряжение на частоте 50 Гц выпрямляется в преобразователе переменного тока в постоянный. Этот преобразователь также содержит буферный конденсатор, который заряжается постоянным напряжением. В генераторе ВЧ мощности это постоянное напряжение преобразуется в ВЧ напряжение, которое обеспечивает питание лампы.

В балласте используется характеристика люминесцентной лампы, благодаря которой достигается большая эффективность при высокой рабочей частоте выше 10 кГц.Эффективность из-за работы на высокой частоте увеличивается примерно на 10%, что позволяет лампе работать при более низкой входной мощности, чем при частоте сети 50 Гц. Потери балласта уменьшены по сравнению с обычным (электромагнитным) балластом, поскольку твердотельная схема не содержит медных обмоток. В случае схемы с двумя лампами 1200 мм мощностью 36 Вт потери могут быть уменьшены с 24 Вт до всего лишь 6 Вт при использовании электронного балласта. Таким образом, общим достижением подходящего светильника является снижение потребления энергии в диапазоне от 20% до 30%.Эти функции энергосбережения позволяют поддерживать уровень освещения при резком сокращении затрат на электроэнергию. При меньшем выделении тепла снижается и охлаждающая нагрузка на оборудование для кондиционирования воздуха.

Общая эффективность системы освещения может быть увеличена на 20-30 процентов за счет трех основных факторов:

  1. Повышенный КПД лампы при работе на высоких частотах.
  2. Пониженные потери мощности в цепи.
  3. Лампа работает ближе к оптимальным характеристикам в большинстве закрытых светильников.

Другие преимущества предлагаемого электронного балласта:

  • Быстрое или мгновенное включение лампы без мерцания.
  • Одиночный балласт может быть рассчитан на управление одной, двумя, тремя или даже четырьмя лампами.
  • Увеличенный срок службы лампы за счет более низкого рабочего тока лампы.
  • Тихая работа без слышимого шума.
  • Нет видимого мерцания во время работы.
  • Без стробоскопического эффекта и работы на ВЧ.
  • Нижнее полное гармоническое искажение (THD)
  • Высокий общий коэффициент мощности за счет низкого THD.
  • Более низкая температура окружающей среды внутри светильников для оптимальной работы лампы, ПРА, конденсатора и батарей для аварийного освещения.
  • Отсутствие науглероживания и почернения светильников и декоративных элементов в непосредственной близости.
  • Меньше влияние на изменение светового потока из-за колебаний напряжения в сети.
  • Намного легче.

Общая мощность люминесцентных ламп

Номинальная длина лампы T12 T8 T8 (HF) T5
600 мм 20 Вт 18 Вт 17 Вт 14 Вт
1200 мм 40 Вт 36 Вт 32 Вт 28 Вт
1500 мм 65 Вт 58 Вт 35 Вт

Пригодность типов балласта для различных групп люминесцентных ламп

Группа ламп Балласт с малыми потерями Электронный балласт Балласт с регулируемой яркостью (магнитный) Балласт с регулируемой яркостью (электронный)
T12 (38 мм) Есть Есть
T8 с критоновым наполнением (25 мм) Есть Есть Есть
T8 HF, наполненный аргоном (25 мм) Есть Есть
T5 (16 мм) Есть Есть Есть

Доступен ассортимент продукции для электронных балластов

Ассортимент электронных балластов для ламп T8
1x18W 2×18Вт 3×18 Вт 4×18Вт 1×36Вт 2×36 Вт 3×36 Вт 1×58Вт 2×58 Вт
Ассортимент электронных балластов для ламп T5
1x14W 2×14 Вт 3×14 Вт 4×14Вт 1×21Вт 2×21 Вт 1×24Вт 2×24Вт
1×28Вт 2×28Вт 1×35Вт 2×35 Вт 1×49Вт 2×49Вт 1×54Вт 2×54 Вт

Для обеспечения качества электронных балластов необходимо указать следующие национальные или международные стандарты:

  • IEC 60928 / EN 60928 / GB 15143-94 A.Электронные балласты для трубчатых люминесцентных ламп – Общие требования и требования безопасности
  • IEC 60929 / EN 60929 / GB 15144-94 Электронные балласты переменного тока для трубчатых люминесцентных ламп – Требования к рабочим характеристикам
  • IEC 611000-3-2 / EN 61000-3-2 Пределы излучения гармонических токов (входной ток оборудования ≤16 А на фазу)
  • EN 55015 Предел и метод измерения характеристик радиопомех осветительного и аналогичного оборудования
  • EN 61547 Оборудование для общего освещения – требования к устойчивости к электромагнитным помехам

Электромагнитная совместимость (ЭМС) в основном определяется характеристиками электронного балласта в сочетании с конструкцией светильника.При применении ЭПРА в светильниках проектировщики должны учитывать следующие технические аспекты и основные правила:

  1. Необходимо обеспечить эффективное защитное заземление для всех открытых токопроводящих частей металлического светильника.
  2. Функциональное заземление требуется для выполнения определенных требований ЭМС или для гарантии правильной работы системы.
  3. Обеспечьте надежное электрическое соединение между электронным пускорегулирующим устройством и металлическим светильником.
  4. Электропроводка от сети и проводка лампы внутри светильника должны быть как можно короче, прочно закреплены на распорках и далеко друг от друга, чтобы свести к минимуму паразитную емкость.
  5. Обеспечьте хороший электрический контакт между металлическим светильником и отражателем и / или жалюзи. Отражатель и жалюзи служат защитой вокруг лампы.

Контрольный список для замены электронного оборудования в существующих светильниках:

  • Электронный балласт разработан для конкретного типа лампы и ее мощности, убедитесь, что для замены выбран соответствующий тип электронного балласта.
  • Использование электронных балластов для управления несколькими лампами в светильниках с более чем одной лампой является более экономичным.
  • Для мест, где требуется частое переключение, необходимо указать электронные балласты для горячего или быстрого пуска.
  • Для мест, где не требуется частое переключение, можно использовать электронные балласты с холодным или мгновенным запуском. Электронные балласты холодного пуска не требуют предварительного нагрева для запуска и более энергоэффективны.
  • Во избежание высокого пускового тока и случайного отключения MCB выключатель освещения не должен включать более 10 светильников с электронными балластами.
  • Все существующие обычные балластные сопротивления, пускатели и конденсаторы коррекции коэффициента мощности должны быть удалены из модернизированного светильника.

Для получения дополнительной информации о применении электронных балластов обращайтесь в Управление энергоэффективности по тел. нет. 2808 3465.

Руководство по применению электронных балластов

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *