Принцип работы и схема подключения люминесцентной лампы

Начиная с того времени, как была изобретена лампа накаливания, люди ищут способы создания более экономичного, и в то же время без потерь светового потока, электроприбора. И вот одним из таких приборов стала люминесцентная лампа. В свое время такие светильники стали прорывом в электротехнике, таким же, как в наше – светодиодные. Людям казалось, что такая лампа вечная, но они ошибались.

Тем не менее срок службы их все же был значительно дольше простых «лампочек Ильича», что в совокупности с экономичностью помогало завоевывать все большее доверие потребителей. Трудно найти хотя бы одно офисное помещение, где не было бы светильников для ламп дневного света. Конечно, этот световой прибор подключается не так просто, как его предшественники, схема питания люминесцентных ламп гораздо сложнее, и она не столь экономична, как светодиодная, но все же по сей день она остается лидером на предприятиях и в офисных помещениях.

Нюансы подключения

Схемы включения ламп дневного света подразумевают наличие электромагнитного пускорегулирующего аппарата или дросселя (представляющего собой своеобразный стабилизатор) со стартером. Конечно, в наше время есть люминесцентные лампы без дросселя и стартера и даже приборы с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), но о них чуть позднее.

Итак, стартер выполняет следующую задачу: он обеспечивает в схеме короткое замыкание, разогревая и электроды, обеспечивая тем самым пробой, при помощи которого облегчается розжиг лампы. После того как электроды достаточно разогрелись, стартер обеспечивает разрыв цепи. А дроссель ограничивает ток во время замыкания, обеспечивает высоковольтный разряд для пробоя, зажигая и поддерживая стабильное горение лампы после запуска.

Принцип действия

Как уже говорилось, схема питания лампы дневного света принципиально отличается от подключения приборов накаливания. Дело в том, что электроэнергия здесь преобразовывается в световой поток посредством протекания тока сквозь скопление паров ртути, которые смешаны с инертными газами внутри колбы. Происходит пробой этого газа при помощи высокого напряжения, поступающего на электроды.

Как это происходит, можно понять на примере схемы.

Составляющие люминесцентного светильника
Составляющие люминесцентного светильника

На ней можно увидеть:

  1. пускорегулирующий аппарат (стабилизатор);
  2. трубка лампы, включающая в себя электроды, газ и люминофор;
  3. слой люминофора;
  4. стартерные контакты;
  5. стартерные электроды;
  6. цилиндр корпуса стартера;
  7. пластинка из биметалла;
  8. наполнение колбы из инертного газа;
  9. нити накаливания;
  10. излучение ультрафиолета;
  11. пробой.

Слой люминофора наносится на внутреннюю стенку лампы для того, чтобы преобразовать ультрафиолет, который невидим человеку, в освещение, принимаемое обычным зрением. При изменении состава этого слоя можно изменить оттенок цвета осветительного прибора.

Общие сведения о люминесцентных лампах

Оттенок цвета люминесцентной лампы, как и светодиодной, зависит от цветовой температуры. При t = 4 200 К свет от прибора будет белым, и маркироваться она будет как ЛБ. Если же t = 6 500 К, то освещение приобретает чуть синеватый оттенок, становится более холодным. Тогда при маркировке указывается, что это лампа ЛД, т. е. «дневная». Интересен тот факт, что при исследованиях выявлено – лампы с более теплым оттенком имеют более высокий КПД, хотя на глаз кажется, что холодные цвета светят немного ярче.

И еще один момент, касающийся размеров. В народе люминесцентную лампу Т8 на 30 Вт называют «восьмидесяткой», подразумевая, что ее длина – 80 см, что не соответствует действительности. На самом деле длина составляет 890 мм, что на 9 см длиннее. Вообще же самые ходовые ЛЛ – это как раз Т8. Их мощность зависит от длины трубки:

  • Т8 на 36 Вт имеет длину в 120 см;
  • Т8 на 30 Вт – 89 см («восьмидесятка»);
  • Т8 на 18 Вт – 59 см («шестидесятка»);
  • Т8 на 15 Вт – 44 см («сороковка»).

Варианты подключений

Бездроссельное включение

Схема бездроссельного подключения ЛДС
Схема бездроссельного подключения ЛДС

Чтобы ненадолго продлить работу сгоревшего светового прибора, существует вариант, при котором возможно подключение лампы дневного света без дросселя и стартера (схема подключения на рисунке). Он предусматривает использование умножителей напряжения.

Подача напряжения происходит после короткого замыкания нитей накаливания. Выпрямленное напряжение становится больше вдвое, чего вполне хватает для запуска лампы. С1 и С2 (на схеме) необходимо подобрать для 600 В, а С3 и С4 – под напряжение в 1 000 В. По прошествии некоторого времени пары ртути оседают в области одного из электродов, в результате чего свет от лампы становится менее ярким. Лечится это путем изменения полярности, т. е. необходимо просто развернуть реанимированную перегоревшую ЛЛ.

Подключение люминесцентных ламп без стартера

Задача этого элемента, обеспечивающего питание люминесцентных ламп – увеличение времени разогрева. Но долговечность стартера небольшая, он часто сгорает, а потому имеет смысл рассмотреть возможность того, как включить люминесцентную лампу без него. Для этого нужна установка вторичных трансформаторных обмоток.

Существуют ЛДС, которые изначально предусмотрены для подключения без стартера. На таких лампах имеется маркировка RS. При установке такого прибора в светильник, оборудованный этим элементом, лампа быстро горит. Происходит это по причине необходимости большего времени на разогрев спиралей таких ЛЛ. Если запомнить эту информацию, то уже не возникнет вопроса, как зажечь люминесцентный светильник, если произошло перегорание дросселя или стартера (схема соединения ниже).

Схема безстартерного подключения ЛДС
Схема бесстартерного подключения ЛДС

Электронный пускорегулирующий аппарат

Электронный балласт в схеме питания ЛЛ заменил устаревший электромагнитный, улучшив пуск и добавив комфорта человеку. Дело в том, что более старые пусковые устройства потребляли больше энергии, часто издавали гудение, отказывали и портили лампы. К тому же в работе присутствовало мерцание по причине низких частот напряжения. При помощи электронного пускорегулирующего аппарата от этих неприятностей удалось избавиться. Необходимо разобраться, как действует ЭПРА.

Схема ЭПРА
Схема ЭПРА

Сначала происходит выпрямление тока, проходящего через диодный мост и при помощи С2 (на схеме ниже) напряжение сглаживается. Обмотки трансформатора (W1, W2, W3), включенные противофазно, нагружают генератор с высокочастотным напряжением, установленный после конденсатора (С2). В параллель к ЛЛ включен конденсатор С4. При поступлении резонансного напряжения происходит пробой газовой среды. Нить накаливания в это время уже разогрета.

После того как розжиг выполнен, показания сопротивления лампы снижаются, вместе с ними падает и напряжение до уровня, достаточного для поддержки свечения. Вся работа ЭПРА по запуску занимает меньше секунды. По такой схеме работают лампы дневного света без стартера.

Конструктивные особенности, а вместе с ними и схема включения люминесцентных ламп постоянно обновляются, изменяясь в лучшую сторону в экономии электроэнергии, уменьшаясь в размерах и увеличиваясь в долговечности работы. Главное – правильная эксплуатация и умение разобраться в огромном ассортименте, предлагаемом производителем. И тогда ЛЛ еще долго не покинут рынок электротехники.

Похожие публикации