Схема подключения лампы дневного света

Устройство и принцип работы

Работа осуществляется благодаря пуско-регулирующему устройству, состоящему из индуктивного дросселя.

Схема устройства лампы ДРЛ

Состоит такое устройство из трёх основных компонентов:

• Цоколь – является основанием и подключается к сети.
• Кварцевая горелка – центральный механизм прибора.
• Стеклянная колба – основная защитная оболочка из стекла.

Принцип работы такого устройства очень простой, к лампе подходит напряжение от сети. Ток, доходит к промежутку между одной и второй пар электродов, которые размещены на разных концах лампы. Благодаря небольшому расстоянию, газы легко ионизуются. После ионизации в промежутках между дополнительными электродами, ток поступает на основные, после чего лампа начинает светиться.

Максимально лампа разгорается примерно через семь-десять минут. Это обусловлено тем, что ртуть, которая излучает свет при зажигании, находится сгустком или налётом на стенках колбы и ей необходимо время разогреться. Период полного включения увеличивается спустя некоторое время при эксплуатации.

Классифицируют дрл ламы по форме цоколя, мощности, принципу установки. Очень часто их изготовляют с разного материала, что также может являться классификацией устройств. Существуют разновидности с добавкой особых паров в конструкцию, например, такие как натриевые лампы, металлогалогенные и ксеноновые.

Существует разновидность с дополнительным излучением красного спектра света. Они называются дуговыми ртутно-вольфрамовыми. Их внешний вид абсолютно не отличается от стандартного устройства дрл 250, но в своей конструкции они имеют специальную накаливающуюся спираль, которая и добавляет красный спектр к световому потоку.

Как и из чего делать

Чаще всего люминесцентные светильники своими руками делают для подсветки аквариумов. Поэтому рассмотрим процесс сборки на этом примере. Для работы таких светильников необходима довольно-таки громоздкая система электроники. Но ее можно заменить на бездроссельную схему, которая займет значительно меньше места. Но она будет менее надежной, чем первый вариант и в скором времени может понадобиться ремонт прибора. Итак, первое правило сборки — такой аквариумный светильник необходимо сделать так, чтобы он полностью закрывал верхнюю часть аквариума.

Примерный вид

Чтобы сделать люминесцентный осветительный прибор для аквариума своими руками вам понадобится:

• оргстекло;
• люминесцентные лампы;
• клей;
• герметик;
• изоляционная лента;
• провод с таймером и вилкой;
• пластик для каркаса.

Принцип работы люминесцентного светильника

Особенность работы люминесцентных светильников заключается в том, что их нельзя напрямую подключать в сеть питания. Сопротивление между электродами в холодном состоянии большое, и величина тока, протекающего между ними, недостаточна для возникновения разряда. Для зажигания требуется импульс высокого напряжения.

Лампа с зажженным разрядом характеризуется низким сопротивлением, которое имеет реактивную характеристику. Для компенсации реактивной составляющей и ограничения протекающего тока последовательно с люминесцентным источником света включается дроссель (балласт).

Многим непонятно, для чего нужен стартер в люминесцентных лампах. Дроссель, включенный в цепь питания совместно со стартером, формирует импульс высокого напряжения для запуска разряда между электродами. Так получается потому, что при размыкании контактов стартера на выводах дросселя формируется импульс ЭДС самоиндукции величиной до 1кВ.

Для чего нужен дроссель

Использование дросселя для люминесцентных ламп (балласта) в цепях питания необходимо по двум причинам:

• формирование напряжения запуска;
• ограничение тока через электроды.

Принцип работы дросселя основан на реактивном сопротивлении катушки индуктивности, которой является дроссель. Индуктивное сопротивление вносит сдвиг фаз между напряжением и током, равный 90º.

Из того, что ограничивающей ток величиной, является индуктивное сопротивление, следует, что дроссели, предназначенные для ламп одной мощности, нельзя использовать для подключения более или менее мощных устройств.

В некоторых пределах возможны допуски. Так, ранее отечественная промышленность выпускала люминесцентные светильники с мощностью 40 Вт. Дроссель 36W для люминесцентных ламп современного производства можно без опасений использовать в цепях питания устаревших светильников и наоборот.

Отличия дросселя от ЭПРА

Дроссельная схема включения люминесцентных источников освещения отличается простотой и высокой надежностью. Исключение составляет регулярная замена стартеров, поскольку в их состав входит группа размыкающих контактов для формирования импульсов запуска.

В то же время схема имеет существенные недостатки, которые заставили искать новые решения включения ламп:

• длительное время запуска, которое увеличивается по мере износа лампы или снижения напряжения питания;
• большие искажения формы напряжения питающей сети (cosф
• мерцание свечения с удвоенной частотой питающей сети из-за малой инерционности светимости газового разряда;
• большие массо-габаритные характеристики;
• низкочастотный гул из-за вибрации пластин магнитной системы дросселя;
• низкая надежность запуска при отрицательных температурах.

Проверка дросселя ламп дневного света затрудняется тем, что приборы для определения короткозамкнутых витков распространены мало, а при помощи стандартных приборов можно только констатировать факт наличия или отсутствия обрыва.

Для устранения указанных недостатков разработаны схемы электронной пуско-регулирующей аппаратуры (ЭПРА). Работа электронных схем основана на другом принципе формирования высокого напряжения запуска и поддержания горения.

Высоковольтный импульс генерируется электронными компонентами, а для поддержки разряда используется высокочастотное напряжение (25-100 кГц). Работа ЭПРА может осуществляться в двух режимах:

• с предварительным подогревом электродов;
• с холодным запуском.

В первом режиме на электроды подается низкое напряжения в течение 0.5-1 секунды для первоначального нагрева. По истечении времени подается высоковольтный импульс, из-за которого происходит зажигание разряда между электродами. Данный режим технически реализуется сложнее, но увеличивает срок службы ламп.

Режим холодного запуска отличается тем, что напряжение запуска подается на непрогретые электроды, вызывая быстрое включение. Такой способ запуска не рекомендован для частого использования, поскольку сильно сокращает срок работы, но его можно использовать даже с лампами с неисправными электродами (с перегоревшими нитями накала).

Схемы с электронным дросселем имеют такие преимущества:

полное отсутствие мерцания;
широкий температурный диапазон использования;
малые искажения формы напряжения сети;
отсутствие акустических шумов;
увеличение срока службы источников освещения;
малые габариты и вес, возможность миниатюрного исполнения;
возможность диммирования — изменения яркости путем управления скважности импульсов питания электродов.

Friction folder (замок с фиксацией трением)

Использование светодиодных лампочек взамен газоразрядным

Если пройти в любой офис или учебное заведение, то можно заметить, что везде установлены лампы дневного света – газосветные (люминесцентные). Как правило, мощность этих приборов составляет не больше 35 Вт.

Кончено, каких-то семь лет назад подобные устройства были лучшими, потому что их считали экономичными. Тем не менее, время не стоит на месте, что позволило получить долговечные LED-лампы, которые превзошли ожидания.

Постепенно пользователи переходят на более современные лампочки

Теперь во всех учреждениях начали менять устаревшие конструкции на светодиоды. К примеру, если в офисе установлен стандартный потолочный светильник, то достаточно только поменять лампочки.

Главной проблемой является необходимость замены светодиодных лампочек для люминесцентных осветительных приборов. Не стоит в этом случае выбрасывать светильник, потому что приобрести новый значительно дороже. Для этого потребуется изменение схемы подключение лампы, которую мы рассмотрим ниже.

Схема подключения LED-лампы взамен газоразрядной

Здесь потребуется конструкция, которая имеет типовой размер – Т8. Ведь она предполагает возможность монтажа в светильник лампочек разной конфигурации, но одной длины. Модернизация заключается в отсоединении внутреннего наполнения, но это не требует слишком много времени.

Схема замены люминесцентных лампочек

Здесь можно заметить, что схема не представляет сложностей, в разъем дросселя фиксируется перемычка. Тем не менее, если установлено устройство защиты отключение, то оно может срабатывать, поэтому балласт рекомендуется отсоединить.

Лампы Т8 имеют четыре штыря, но для того, чтобы выполнить подключение, понадобится два.

Переделка люминесцентного светильника в светодиодный: пошаговая инструкция

Шаг первый: для начала понадобится отключить питание люминесцентного прибора. Причем рекомендуется сделать это путем отключения автоматики на распределительном щите, чтобы обезопасить себя от удара током.

Отключаем питание на распределительном щите

Шаг второй: теперь следует удалить старые лампочки. При этом необходимо открутить трубки, как перед очередной заменой.

Демонтируем старые трубки

Шаг третий: потребуется отсоединить проводку, которая отходит от стартера.

Демонтируем проводку и дроссели, потому что они не нужны в этой схеме. Снять их не трудно, потребуется открутить винты с обратной стороны

Шаг четвертый: необходимо отсоединить патроны на конструкции. Далее следует сделать перемычку из одножильного провода и вставить между полюсами на патроне конструкции.

Так будет выглядеть перемычка между контактами

Шаг пятый: далее останется закрепить провод напрямую.

Теперь патрон можно вернуть на место. Здесь на каждую лампу должен идти отдельный провод

Шаг шестой: далее останется проверить конструкцию на работоспособность, а затем закрепить штыревые лампочки.

Таким образом будет выглядеть светильник в собранном виде

Питание от 220В без дросселя и стартера

Дело в том, что стартеры периодически выходят из строя, а дроссели перегорают. Всё это стоит не дешево, поэтому есть несколько схем для подключения светильника без этих элементов. Одну из них вы видите на рисунке ниже.

Диоды можно выбирать любые с обратным напряжением не менее 1000В и током не меньше чем потребляет светильник (от 0,5 А). Конденсаторы выбирайте с таким же напряжением в 1000В и ёмкостью 1-2 мкФ

Обратите внимание, что в этой схеме включения выводы лампы замкнуты между собой. Это значит, что спирали в процессе зажигания не участвуют и можно использовать схему для розжига ламп, где они перегорели

Такую схему можно использовать для освещения подсобных помещений и коридоров. В гараже можно применять, если в нём вы не работаете на станках. Светоотдача может быть ниже, чем при классическом подключении, а световой поток будет мерцать, хоть это и не всегда заметно для человеческого глаза. Но такое освещение может вызвать стробоскопический эффект — когда вращающиеся части могут казаться неподвижными. Соответственно это может привести к несчастным случаям.

Примечание: во время экспериментов учтите, что запуск люминесцентных источников света в холодное время года всегда осложнен.

На видео ниже наглядно показано, как запустить люминесцентную лампу, используя диоды и конденсаторы:

Есть еще одна схема подключения люминесцентной лампы без стартера и дросселя. В качестве балласта при этом используется лампочка накаливания.

Лампу накаливания использовать на 40-60 Вт, как показано на фото:

Альтернативой описанным способам является использование платы от энергосберегающих ламп. Фактически это тот же ЭПРА, что используется с трубчатыми аналогами, но в миниатюрном формате.

На видео ниже наглядно показано, как подключить люминесцентную лампу через плату энергосберегающей лампы:

2

Подключение с электромагнитным балластом – классическая схема

Первые лампы дневного света включались через дроссель и стартер. Раньше это были отдельные устройства (в некоторых моделях так и сейчас) с гнездами в корпусе светильника для каждого. Схема также имеет 2 конденсатора. Один размещен в стартере – продлевает импульс, второй стабилизирует напряжение. Все оборудование называют электромагнитным балластом.

Этот тип подключения имеет несколько преимуществ:

прошел испытание временем и подтвердил надежность;простой;комплектующие недорогие по стоимости.

Практическое применение выявило многие недостатки, особенно по сравнению с электронной схемой подключения ЛДС:

потребляет на 15%!б(MISSING)ольше электричества;тяжелый осветительный прибор;долго включается, особенно когда стареет лампа;плохо работает на холоде;гудит дроссель, звук нарастает со временем;мерцает свет, что плохо сказывается на зрении.Схема для одной лампы

При монтаже вначале вставляют в гнездо стартер для соединения с нитями накаливания в колбе. К свободным контактам подключают дроссель. На сетевые провода параллельно устанавливают конденсатор.

Схемы со стартером

Самыми первыми появились схемы со стартерами и дросселями. Это были (в некоторых вариантах и есть) два отдельных устройства, под каждое из которых имелось свое гнездо. Также в схеме есть два конденсатора: один включен параллельно (для стабилизации напряжения), второй находится в корпусе стартера (увеличивает длительность стартового импульса). Называется все это «хозяйство» — электромагнитным балластом. Схема люминесцентного светильника со стартером и дросселем — на фото ниже.

Схема подключения люминесцентных ламп со стартером

Вот как она работает:

• При включении питания, ток протекает через дроссель, попадает на первую вольфрамовую спираль. Далее, через стартер попадает на вторую спираль и уходит через нулевой проводник. При этом вольфрамовые нити понемногу раскаляются, как и контакты стартера.
• Стартер состоит из двух контактов. Один неподвижный, второй подвижный биметаллический. В нормальном состоянии они разомкнуты. При прохождении тока биметаллический контакт разогревается, что приводит к тому, что он изгибается. Согнувшись, он соединяется с неподвижным контактом.
• Как только контакты соединились, ток в цепи мгновенно вырастает (в 2-3 раза). Его ограничивает только дроссель.
• За счет резкого скачка очень быстро разогреваются электроды.
• Биметаллическая пластина стартера остывает и разрывает контакт.
• В момент разрыва контакта возникает резкий скачок напряжения на дросселе (самоиндукция). Этого напряжения достаточно для того, чтобы электроны пробили аргоновую среду. Происходит розжиг и постепенно лампа выходит на рабочий режим. Он наступает после того, как испарилась вся ртуть.

Рабочее напряжение в лампе ниже сетевого, на которое рассчитан стартер. Потому после розжига он не срабатывает. В работающем светильнике его контакты разомкнуты и он никак в ее работе не участвует.

Эта схема называется еще электромагнитный балласт (ЭМБ), а схема работы электромагнитное пускорегулирующее устройство — ЭмПРА . Часто это устройство называют просто дросселем.

Один из ЭмПРА

Недостатков у этой схемы подключения люминесцентной лампы достаточно:

• пульсирующий свет, который негативно сказывается на глазах и они быстро устают;
• шумы при пуске и работе;
• невозможность запуска при пониженной температуре;
• длительный старт — от момента включения проходит порядка 1-3 секунд.

Две трубки и два дроссели

В светильниках на две лампы дневного света два комплекта подключаются последовательно:

• фазный провод подается на вход дросселя;
• с выхода дросселя идет на один контакт лампы 1, со второго контакта уходит на стартер 1;
• со стартера 1 идет на вторую пару контактов той же лампы 1, а свободный контакт соединяют с нулевым проводом питания (N);

Так же подключается вторая трубка: сначала дроссель, с него  — на один контакт лампы 2, второй контакт этой же группы идет на второй стартер, выход стартера соединяется со второй парой контактов осветительного прибора 2 и свободный контакт соединяется с нулевым проводом ввода.

Схема подключения на две лампы дневного света

Та же схема подключения двухлампового светильника дневного света продемонстрирована в видео. Возможно, так будет проще разобраться с проводами.

https://youtube.com/watch?v=8fF5KQk4L2k

Схема подключения двух ламп от одного дросселя (с двумя стартерами)

Практически самые дорогие в этой схеме — дросселя. Можно сэкономить, и сделать двухламповый светильник с одним дросселем. Как — смотрите в видео.

Как функционирует светодиодная лампа?

Источником свечения в данном случае будет светоизлучающий диод, которые состоит из полупроводника с несколькими выходами – катодом, анодом и оптикой.

Когда электроток проходит по полупроводникам в одном направлении, происходит перераспределение носителей заряда. Этот процесс приводит к излучению фотонов (в результате перехода отрицательно зараженных частиц на следующий уровень).

Светодиодная лампа в качестве подсветки

На стандартных схемах светоизлучающие диоды отмечаются со стрелками, что обозначает наличие оптического излучения. Кроме того, присутствует система остывания (радиатор), которая собирает излишки тепла. Еще есть и плафон, который препятствует потере света.

Производители выпускают большое количество LED-лампочек, которые имеют различную конфигурацию и мощность 220 В. Тем не менее, у этих моделей имеется одно и то же внутреннее устройство.

В этих лампочках за излучение света отвечают диоды, количество и габариты кристаллов которых отличается по степени мощности и особенностям радиатора. За спектр цветов отвечает жидкость, которая имеется внутри кристаллов.

Как устроена светодиодная лампочка

На входе к драйверу находится мостовая схема, которая подсоединяется к ламповому цоколю, соединенному с патроном. Именно благодаря такому устройство происходит выпрямление переменного напряжения, которое затем поступает на плату и к диодам.

С целью рассеивания светового потока и защиты поверхности кристаллов от негативного воздействия окружающей среды, с внешней стороны устанавливается стекло (колба из пластика). Поэтому, по внешнему виду светодиодные лампы мало чем отличаются от других изделий.

Эти лампочки, как и другие, вкручиваются в патрон с помощью цоколя. При этом цоколи у таких изделий тоже имеют стандартные габариты, поэтому их получится использовать в сети без каких-либо изменений электрических проводников.

Светодиодные лампы в «классическом» исполнении, причем показанная справа модель очень достоверно имитирует старую лампу накаливания

Устройство

Конструкция люминесцентной лампы состоит из:

• прозрачной вытянутой трубки;
• двух цоколей с двумя электродами;
• стартер, начинающий работать от розжига;
• электромагнитный дроссель;
• конденсатор от сети.

Колба лампочки производится из кварцевого стекла. В начале работы на производстве из колбы выкачивают воздух и создают вакуумную среду, а потом она наполняется смесью инертного газа с добавлением ртути. Последняя должна быть в газообразном состоянии, потому что внутри высокое давление.

Превращение в световой луч

Поверхность колбы изнутри покрывается фосфоресцирующим веществом, оно перерабатывает энергию ультрафиолетового света в видимый человеческому глазу луч.

К концам электродов лампочки подсоединяется переменное напряжение сети. Нити из вольфрама покрываются тяжелым металлом, который во время работы испускает электроны. В основном используются цезий, барий, талий. Дроссель похож на катушку, у которой высокая величина магнитной проницаемости.

Электрод

Наружной частью электрод спаивается с цоколем. Из сосуда начинают обильное откачивание всего воздуха с помощью штенгеля, который находится в одной из ножек c электродами. Далее начинается наполнение вакуумной среды инертными газами c добавками ртути.

На определенные виды электродов обязательно напыляют активирующее вещество, например оксид бария, талия или кальция.

Стандартный цоколь

Атом ртути

В люминесцентную лампу добавляют немного ртути, которая превращается в пар во время розжига разряда, и некоторую часть аргона, которая помогает повышению срока эксплуатации изделия и улучшению условий для оживления атомов ртути.

При включении устройства к сети подается электрический разряд, оживляющий работу паров ртути. Тонкая пленка люминофора активизируется под воздействием света паров ртути.

Стеклянная трубка

Трубка из стекла может иметь различный диаметр. Сила светового потока может быть разной, это зависит от мощности люминесцентной лампы. Для ее правильной работы необходим стартер дроссельного вида.

Внимание! Температура в трубке не должна быть свыше 55 градусов. Поэтому данную лампу нельзя применять в промышленных горячих цехах

Классическая электросхема

Люминофор

Самой главной частью люминесцентного устройства будет слой люминофора. КПД люминофоров— соотношение величины излучаемых квантов к величине, поглощённых по большей степени, зависит от качества сырья, используемого при производстве люминофора.

Это интересно: Особенности выбора поворотных светильников для потолков

Классическая схема включения люминесцентных ламп

Несмотря на технический прогресс и все преимущества электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), и по сей день часто встречается схема включения с дросселем и стартером. Напомним, как она выглядит:

Люминесцентная лампа — это колба, которая конструктивно выполняется как прямая и закрученная трубка, наполненная парами ртути. На её концах расположены электроды, например, спирали или иглы (для изделий с холодным катодом, которые используются в подсветке мониторов). Спирали имеют два вывода, к которым подается питание, а стенки колбы покрыты слоями люминофора.

Принцип работы стандартной схемы подключения люминесцентной трубки с дросселем и стартером довольно прост. В первый момент времени, когда контакты стартера холодны и разомкнуты – между ними возникает тлеющий разряд, он нагревает контакты и они замыкаются, после чего ток течет по такой цепи:

Фаза-дроссель-спираль-стартер-вторая спираль-ноль.

В этот момент под воздействием протекающего тока разогреваются спирали, при этом остывают контакты стартера. В определенный момент времени контакты от нагрева изгибаются и цепь разрывается. После чего, за счет энергии, накопленной в дросселе, происходит всплеск напряжения и в лампе возникает тлеющий разряд.

Такой источник света не может работать напрямую от сети 220В, потому что для ее работы нужно создать условия с «правильным» питанием. Рассмотрим несколько вариантов.

3

Особенности электронной схемы – современный вариант

Основное преимущество такого способа – более продолжительная служба ЛДС. Устройство собрано на микросхемах, благодаря этому у него компактные размеры, низкое энергопотребление. Прибор работает на частоте 130 кГц, свет от этого ровный, не мерцает. С применением электроники также собирают современные люминесцентные лампы, у которых балласт расположен в стандартном цоколе.

Конструктивно это печатная плата, размещенная в небольшом корпусе. На обратной стороне имеется схема подключения, из которой понятно, как и сколько ламп подключается. Графическую информацию повторяют надписи. Имеются удобные контакты, куда требуется вставить провода.

ЭПРА выполняет те же функции, что и дроссель со стартером, но делает это более качественно.

Схема подключения электронного балласта устроена так, что регулирующее устройство подстраивается под потребности лампы. Чем старее светильник, тем более высокое напряжение необходимо для пуска. ЭПРА это учитывает и обеспечивает качественную работу прибора.

По сравнению с ЭмПРА электронный балласт обладает большими преимуществами:

высокая экономичность и надежность;бережно прогревает электроды и плавно включает лампочки;малый вес, компактность;самостоятельно адаптируется под светильник;низкие температуры не влияют на работоспособность.

К недостаткам относят несколько усложненную схему подключения. Ошибки в монтаже недопустимы – не только не засветится лампочка, но и устройство выйдет из строя.

Полупроводниковый балласт можно установить вместо электромагнитного. Как это сделать, показывает видео.