Устройство, разновидности и подключение стартеров для ламп дневного света

Для чего нужен стартер и дроссель в схемах включения люминесцентных ламп

Основными элементами схемы включения люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА являются дроссель и стартер. Стартер это миниатюрная неоновая лампа, один или оба электрода которой выполнены из биметалла. При возникновении тлеющего разряда внутри стартера биметаллический электрод нагревается и, затем изгибаясь, накоротко смыкается со вторым электродом.

После подачи напряжения на схему ток через люминесцентную лампу не течет, так как газовый промежуток внутри лампы это изолятор, и для пробоя его нужно напряжение, превышающее напряжение питающей сети. Поэтому загорается только лампочка стартера, напряжение зажигания которой ниже сетевого. Ток величиной 20 — 50 мА течет по дросселю, электродам люминесцентной лампы, неоновой лампе стартера.

Стартер состоит стеклянного баллона, наполненного инертным газом. В баллон впаяны металлический неподвижный и биметаллический электроды, имеющие выводы, проходящие через цоколи. Баллон заключен в металлический или пластмассовый корпус с отверстием в верхней части.

Схема устройства стартера тлеющего разряда: 1 — выводы, 2 — металлический подвижный электрод, 3 — стеклянный баллон, 4 — биметаллический электрод, 6 — цоколь

Стартеры для включения люминесцентных ламп в сеть выпускаются на напряжение 110 и 220 В.

Под воздействием тока электроды стартера разогреваются и замыкаются. После замыкания по цепи течет ток, превышающий в 1,5 раза номинальный ток лампы. Величина этого тока ограничена в основном сопротивлением дросселя, так как электроды стартера замкнуты, а электроды ламп имеют незначительное сопротивление.

Элементы схемы с дросселем и стартером: 1 — зажимы сетевого напряжения; 2 — дроссель; 3, 5 — катоды лампы, 4 — трубка, 6, 7 — электроды стартера, 8 — стартер.

За 1 — 2 с электроды лампы разогреваются до 800 — 900 °С, вследствие этого увеличивается электронная эмиссия и облегчается пробой газового промежутка. Электроды стартера остывают, так как разряда в нем нет.

При остывании стартера электроды возвращаются в исходное состояние и разрывают цепь. В момент разрыва цепи стартером возникает э. д. с. самоиндукции в дросселе, величина которой пропорциональна индуктивности дросселя и скорости изменения тока в момент разрыва цепи. Образовавшееся за счет э. д. с. самоиндукции повышенное напряжение (700 — 1000 В) импульсом прикладывается к лампе, подготовленной к зажиганию (электроды разогреты). Происходит пробой, и лампа начинает светиться.

К стартеру, который включен параллельно лампе, прикладывается приблизительно половина напряжения сети. Этой величины недостаточно для пробоя неоновой лампочки, поэтому она больше не зажигается. Весь период зажигания длится меньше 10 с.

Рассмотрение процесса зажигания лампы позволяет уточнить назначение основных элементов схемы.

Стартер выполняет две важные функции:

1) замыкает накоротко цепь для того, чтобы повышенным током разогреть электроды лампы и облегчить зажигание,

2) разрывает после разогрева электродов лампы электрическую цепь и тем самым вызывает импульс повышенного напряжения, обеспечивающего пробой газового промежутка.

Дроссель выполняет три функции:

1) ограничивает ток при замыкании электродов стартера,

2) генерирует импульс напряжения для пробоя лампы за счет э. д. с. самоиндукции в момент размыкания электродов стартера,

3) стабилизирует горение дугового разряда после зажигания.

Схема импульсного зажигания люминесцентной лампы в работе:

Варианты исполнения

Существует большое разнообразие электролюминесцентных ламп, но все они могут иметь различие по:

• форме исполнения;
• виду балласта;
• внутреннему давлению.

Форма исполнения может быть как у обычных люминесцентных ламп – линейная трубка либо трубка в виде латинской буквы U. К ним добавились компактные варианты, выполненные под привычный цоколь с использованием различных спиральных колб.

Балласт является приспособлением, стабилизирующим работу изделия. Электронный и электромагнитный виды являются самыми распространенными схемами включения.

Внутреннее давление определяет область использования изделий. В бытовых целях или общественных местах нашли применение лампы низкого давления или энергосберегающие образцы. В промышленных помещениях или местах с пониженными требованиями к цветопередаче используют экземпляры высокого давления.

Для оценки способности освещения применяют показатель мощности лампы и ее светоотдачи. Можно привести еще много различных параметров классификации и вариантов исполнения, но их количество постоянно увеличивается.

Как работает

Когда в схему, где установлен стартер, подается напряжение, оно попадает на его электроды, между которыми появляется тлеющий разряд. Сила тока разряда незначительная, в пределах от 20 до 50 мА. Именно этот разряд начинает нагревать электроды, которые под действием тепла изгибаются и через какое-то время соприкасаются друг с другом. То есть, электрическая цепочка замыкается, и ток подается далее на дроссель, конденсатор и на лампы дневного света. При этом тлеющий разряд прекращается.

Итак, электроды соприкоснулись между собой, что дальше? Так как между ними нет тлеющего разряда, соответственно нет температуры, которая их нагревает. Происходит их остывание, что в конечном итоге приведет к размыканию электродов и цепочки. Именно в этот момент появляется так называемое импульсное напряжение высокой величины внутри дросселя. От него и происходит зажигание люминесцентного осветительного устройства. В процессе работы самой лампы дневного света в цепочке ток имеет значение, равное силе тока источника света. Падение же напряжения, а соответственно и силы тока, делится между самой осветительным прибором и дросселем на равные части.

Зажигание

Как происходит зажигание стартера для лампы? Необходимо отметить, что на эффективность зажигания влияют две позиции:

• величина силы тока на катодах лампы в момент размыкания электродов;
• продолжительность нагрева катодов.

Электромагнитная сила внутри дросселя зависит от силы тока в нем. Понятно, что недостаточность силы тока не приведет к зажиганию люминесцентного устройства. А сила тока напрямую зависит от напряжения в цепи. И если последний показатель ниже номинального, то есть большая вероятность, что лампа сразу не зажжется. Поэтому стартер будет в автоматическом режиме пытаться снова и снова проделать ту же операцию, пока она не загорится. Периодичность попыток стандартная – 10 секунд.

Если в питающей сети напряжение падает ниже 80% от номинального, то этого недостаточно, чтобы электроды нагрелись до необходимой температуры. То есть, при таком падении осветительное устройство просто не зажигается.

Конденсатор

Конденсатор в системе ПРА устанавливается параллельно стартеру. Эти два прибора взаимосвязаны. Основное назначение конденсатора:

• снижение помех в процессе замыкания и размыкание электродов стартера;
• увеличения длительности действия импульса при размыкании электродов;
• предотвращение спаивания электродов за счет высокого импульсного напряжения.

Чаще всего в ПРА используются конденсаторы емкостью 0,003-0,1 мкФ.

Как долго работает

Со временем эксплуатации стартера напряжение, создающее тлеющий разряд, снижается. Это может привести к обратному эффекту, когда при работающем люминесцентном светильнике электроды стартера вдруг начнут самопроизвольно замыкаться, что приведет к гашению самой лампы. Тут же будет происходить размыкание электродов, а соответственно и зажигание светильника. Оба процесса моментальные, что приводит к миганию светильника. Это не только влияет на эффективность его работы, но и снижает срок эксплуатации дросселя, потому что при такой работе он будет просто перегреваться.

Поэтому совет – периодически проверять стартер, и при необходимости менять его на новый. Как только увидели, что светильник замигал, не откладывайте замену в долгий ящик.

Как проверить дроссель-люминесцентного светильника

Продолжаем рассматривать первый вариант схемы люминесцентного светильника — с одной лампой. Для того, чтобы проверить дроссель в схеме люминесцентного светильника, необходимо:

• снять стартер;
• замкнуть накоротко электрический патрон стартера;
• снять люминесцентную лампу;
• замкнуть накоротко контакты двух электрических патронов по отдельности люминесцентной лампы,

— после этого, можно выполнить замер сопротивления дросселя, — предварительно подсоединив два щупа прибора к выводам проводов светильника.

Как проверить стартер люминесцентного светильника

Проверить стартер люминесцентного светильника на сопротивление, как Вы понимаете, невозможно. Лампочка стартера состоит из двух впаяных электродов, находящихся внутри колбы и соответственно, между электродами имеется разрыв. Стартер проверяется непосредственно при установленном и подключенном светильнике, — путем его замены. Тип стартера подбирается с учетом мощности люминесцентной лампы. При замене стартера, необходимо одевать на руки диелектрические перчатки — во избежание соприкосновения с оголенными, контактными соединениями светильника.

Непригодность стартера проявляется в постепенном износе лампы тлеющего разряда, а именно, в износе биметаллической пластины, срабатывающей на включение и отключение мерцание стартера.

Как проверить емкость конденсатора тестером

При замене конденсатора, учитывается его номинальные значения по:

и допуску, в отклонениях. К примеру, Вам необходимо заменить конденсатор, не имеет значения, где Вы собираетесь его заменить:

• в сетевом фильтре;
• в светильнике

и так далее. Вы подобрали конденсатор, который подходит по емкости и напряжению, но не соответствует по допуску. Такой вариант замены конденсатора — уже не подходит, так как отклонение в допуске имеет также большое значение — при замене конденсатора.

Первоначально, необходимо изучить маркировку конденсаторов рис.2 и научиться читать обозначения, можно просто иметь необходимую подобную таблицу под рукой, которая как-бы будет для Вас не плохой подсказкой.

Допустим, нам нужно проверить емкость конденсатора измерительным прибором «мультиметр», конденсатор имеет емкость 47 нанофарад с отклонением в допуске 10% рис.2, первый верхний ряд слева. Для этого, нам необходимо установить прибор в диапазоне измерения емкости от 20 до 200 нанофарад фото №1.

Чтобы не распаивать конденсатор от схемы в зависимости от схемы, обычно распаивается одна ножка конденсатора, я пользуюсь специальным, самодельным приспособлением фото №2. То-есть, это обыкновенные два тонких проводка, на одном конце проводов припаяны два разъема и на другом конце проводов — припаяны два металлических щупа.

Два разъема вставляются непосредственно в гнездо прибора — для измерения емкости фото №3, далее, включаем прибор и подсоединяем два щупа прибора к ножкам конденсатора

На фотоснимке №4 показано изображение такого приспособления, которым очень удобно пользоваться при измерении емкости конденсаторов, подпадающими под диапазон измерительного прибора.

Как проверить люминесцентную лампу тестером

Если у Вас нет в наличии цифрового мультиметра, а имеется стрелочный тестер, — опять же здесь нет никакой проблемы в том, чтобы проверить люминесцентную лампу. Стрелочный тестер устанавливается в диапазон наименьшего измерения сопротивления, два щупа прибора тестера подсоединяются сначала к двум штырькам одного конца лампы, затем, к двум штырькам другого конца лампы рис.3.

В том случае, если спираль закрепленная на электродах будет не нарушеной целой, стрелка прибора будет показывать отклонение в соответствии с сопротивлением спирали.

При отсутствии измерительных приборов, для проверки лампы, можно воспользоваться пробником на батарейках.

Когда нам приходится проводить ремонт потолочных светильников, мы сталкиваемся с единственной проблемой — это отсутствие необходимых деталей в продаже. В этом примере, я обычно обращаюсь к так называемым в народе «железячникам». Это продавцы, торгующие на улице всевозможными деталями. Там действительно можно купить то, чего нет на прилавках специализированных магазинов — по продаже электроники.

На этом пока все. Следите за рубрикой.

Принцип работы люминесцентного светильника

Как работает люминесцентная лампа? Сначала образуются свободно движущиеся электроны. Это происходит в момент включения питающего переменного напряжения в областях вокруг вольфрамовых нитей накаливания внутри стеклянного баллона.

Эти нити за счет покрытия их поверхности слоем из легких металлов по мере нагрева создают эмиссию электронов. Внешнего напряжения питания пока недостаточно для создания электронного потока. Во время движения эти свободные частицы выбивают электроны с внешних орбит атомов инертного газа, которым заполнена колба. Они включаются в общее движение.

На следующем этапе в результате совместной работы стартера и электромагнитного дросселя создаются условия для увеличения силы тока и образования тлеющего разряда газа. Теперь наступает время организации светового потока.

Движущиеся частицы обладают достаточной кинетической энергией, необходимой для перевода электронов атомов ртути, входящей в состав лампы в виде небольшой капли металла, на более высокую орбиту. При возвращении электрона на прежнюю орбиту высвобождается энергия в виде света ультрафиолетового спектра. Преобразование в видимый свет происходит в слое люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность колбы.

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Это устройство работает с момента старта и на протяжении всего процесса свечения. На разных этапах задачи, выполняемые им, различны и могут быть разделены на:

• включение светильника в работу;
• поддержание нормального безопасного режима.

На первом этапе используется свойство катушки индуктивности создавать импульс напряжения большой амплитуды за счет электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции при прекращении протекания переменного тока через ее обмотку. Амплитуда этого импульса напрямую зависит от величины индуктивности. Он, суммируясь с переменным сетевым напряжением, позволяет кратковременно создать между электродами напряжение, достаточное для разряда в лампе.

При созданном постоянном свечении дроссель выполняет роль ограничивающего электромагнитного балласта для цепи дуги с низким сопротивлением. Его цель теперь – стабилизация работы для исключения дугового замыкания. При этом используется высокое индуктивное сопротивление обмотки для переменного тока.

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Устройство предназначено для управления процессом запуска светильника в работу. При первоначальном подключении сетевого напряжения оно полностью прикладывается к двум электродам стартера, между которыми существует небольшой промежуток. Между ними возникает тлеющий разряд, в котором температура увеличивается.

Один из контактов, выполненный из биметалла, имеет возможность под действием температуры изменять свои размеры, изгибаться. В этой паре он выполняет роль подвижного элемента. Возрастание температуры приводит к быстрому замыканию электродов между собой. По цепи начинает протекать ток, это приводит к понижению температуры.

Через небольшой промежуток времени происходит разрыв цепи, что является командой для вступления в работу ЭДС самоиндукции дросселя. Последующий процесс был описан выше. Стартер понадобится только на этапе следующего включения.

Особенности источника света

Сегодня сложно встретить помещение, в котором бы не использовались люминесцентные лампы. Они покорили потребителей своей ценой и качественным свечением и стали отличной заменой морально устаревших ламп накаливания.

Люминесцентные лампы в офисе

При этом такие источники света способны создавать свечения различных типов. Все технические характеристики данной продукции указаны в маркировке, которая отражает:

• мощность лампы;
• диаметр ее трубки;
• цвет свечения.

Несмотря на столь обширное разнообразие, для люминесцентной лампы любого типа характерен один и тот же принцип работы. Поэтому, зная, каким образом функционирует данный тип лампы, можно проверить работоспособность каждого элемента электросхемы своими руками. Особенно, если сомнения вызывает именно стартер.
В отличие от своего предшественника, лампы накаливания, для люминесцентной продукции характерна более сложная конструкция. Внешне данный тип источника имеет вид стеклянной непрозрачной трубки или баллона, заполненного ртутными парами и инертным газом.

Строение люминесцентной лампочки

По краям баллона размещены электроды, имеющие вид подогреваемых спиралей. На них происходит подача напряжения, благодаря которой в парах ртути формируется электрический разряд, порождающее невидимое ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовое излучение влияет на слой люминофора. Он нанесен на стекло изнутри ровным слоем. Благодаря ему такие лампы и образуют ровное свечение.

Такого рода лампы запускаются с помощью специального пускорегулирующего аппарата (ПРА). Это устройство может быть двух типов:

• электронным;
• электромагнитным.

В электромагнитном ПРА основным элементом является дроссель или балластное сопротивление. Дроссель имеет вид катушки с железным сердечником, которая последовательно подключена к лампе. Данный элемент обеспечивает стабильность разряда, а также ограничивает ток в осветительном приборе.
При включении дроссель ограничивает стартовый ток, пока катоды (электроды) разогреваются. После этого он создает повышенное напряжение, необходимое для зажигания лампы. Но кроме дросселя, у любой люминесцентной лампы есть еще один важный элемент – стартер тлеющего разряда. Именно стартер нужно проверить в первую очередь, если люминесцентный источник света перестал работать.

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.

Правила выбора зажигателя

Когда лампа дневного света перестала работать, то велика вероятность выхода из строя зажигателя. Его можно достаточно легко заменить своими руками и сэкономить на ремонте у специалистов или покупке новой лампочки и даже целого светильника. Но, как уже говорилось выше на сегодняшний день разнообразие ламп дневного света достаточно велико. И для каждого вида подходит определенный стартер.

Разнообразие стартеров

В связи с этим нужно знать, как выбрать нужный зажигатель. Здесь существует несколько правил выбора:

• для цоколя 2Р, показатель выпрямления не должен быть выше 3 мк;
• корпус должен быть выполнен из огнестойкого поликарбоната (рекомендуется);
• для источников света в 12 Вт ножки должны быть в длину не более 2,2 см;
• желательно выбирать конденсаторы ортогонального типа. Именно такого вида конденсаторы не имеют проблем с проводимостью тока.

Если необходимо подобрать деталь под цоколь 3Р нужно, в первую очередь, обращать внимание на индуктивность детали. Данный параметр в среднем должен находиться на уровне 2,5 Гн.
Кроме этого, подобрать правильную модель можно, обращая внимание на:

• мощность источника света;
• тип запуска. Этот параметр зависит от вида дросселя (электронный, электромагнитный)
• тип пускорегулирующей аппаратуры, имеющийся у лампы;
• тип ножек (подвижные, ассиметричные и т.д.);
• параметр тока тлеющего разряда;
• производитель.

Одним из наиболее важных моментов выбора зажигателя для ламп дневного света будет производитель. Если вы хотите, чтобы люминесцентная лампа работала долго, нужно отдавать предпочтение проверенным производителям. Здесь лучше не экономить и купить деталь, у которой цена и качество равнозначны.
Но чтобы сделать выбор стартера правильно, необходимо знать, из чего собственно выбирать.

Что такое стартер

Газоразрядные источники света давно вошли в повседневную жизнь. Они применяются для освещения жилых и производственных помещений и дают устойчивое освещение. Оно достаточно стабильно, когда нет никакой деградации элементов в схеме.

В типичную схему входят осветительный прибор, катушка индуктивности и устройство запуска. Дроссель – обычная катушка индуктивности, также участвует в запуске. Но основная функция – защита. Катушка ограничивает напряжение при скачке. Она — самый долговечный элемент схемы.

Стартер нужен только для пуска схемы на газоразрядных лампах. Далее он не принимает участия в работе светильника.

Люминесцентная лампа (Она же газоразрядная или дневного света) является герметичной колбой. В ней расположены с разных сторон электроды. Внутренняя ее часть покрыта люминофором – веществом, которое светится при эмиссии электронов. Трубка содержит пары ртути.

Стандарт дает светильнику 10 секунд на включение с момента подачи напряжения.

Стартер ламп дневного света: устройство

В основу конструкции пускателя входят такие компоненты:

1. Корпус.
2. Стеклянная колба. Ее внутренняя инертная газовая среда может быть наполнена гелиево-водородной смесью либо неоном.
3. Анод и катод — два электрода. Возможны два варианта конструктивного их исполнения, а именно:

• симметричные электроды, подвижные контакты;
• несимметричные элементы, одна подвижная часть.

1. Выводы электродов проходят через цоколи.

Баллон с инертной газовой средой располагается внутри корпуса — металлического или пластмассового, с верхним отверстием. Популярный материал корпуса — пластик. Посредством специальной пропитки корпус легко выдерживает высокие температурные показатели, рабочая функциональность этого параметра может несколько отличаться. Любой пускатель для ЛЛ оборудован исключительно двумя контактами, ножками.

Надежная эксплуатация стартерной системы ламп напрямую зависит от напряжения в электросети объекта (нагревание биметаллических электродов). Если происходит снижение его показателей до 80% от номинального, то лампы могут не зажечься. Только электронные компоненты определенного типа пускателей не так подвержены уменьшению напряжения в электросети.

Подобрать стартер для конкретной ЛДС не составляет труда, стоит лишь изучить определенные технические особенности разных моделей и производителей.