Модернизированный прибор основан на полупроводниковой электронике. Соответственно, размеры прибора уменьшились, а качество исполнения находится на более высоком уровне.
Что такое ЭПРА и для чего нужен данный прибор?
У читателей нашего блога очень часто возникают вопросы, а иногда мы получаем электронные письма о тонкостях выбора электронных балластов или диммеров (сокращенно ЭПРА). Мы подготовили для вас эту информацию. Усвоить ее непросто, но если вы опытный пользователь, то сразу поймете, о чем идет речь.
Итак, давайте поговорим об использовании и выборе ЭПРА.
Использование ЭПРА может значительно продлить срок службы этого типа приспособлений.
ЭПРА — это следующий шаг в развитии систем зажигания света. Он имеет еще один компонент для питания и контакты для подключения одного или нескольких источников света. Такое устройство упоминалось как замена системы с дросселем и стартером, но оно устарело.
Устройство ЭПРА: что в него входит и схемы
Электронный балласт — это составное электронное устройство, в структуру которого входят:
- Фильтр помех : необходим для нивелирования влияния помех электросети;
- Выпрямитель : необходим для преобразования переменного тока в постоянный;
- Корректор мощности;
- Сглаживающий фильтр : используется для уменьшения пульсаций;
- Инвертор : увеличивает напряжение до необходимой степени;
- Балласт : аналог электромагнитного дросселя.
В некоторых моделях инвертор может быть дополнен регулятором яркости. Для этого требуется внешний контроллер освещения. Существует большое количество разработанных схем, которые мы сейчас опишем более подробно.
Компонентная база ЭПРА для светильников дневного света действительно разнообразна: от мощных полевых транзисторов до очень маленьких микросхем в светильниках, можно сказать, с довольно низкой мощностью.
Однако формула одна и та же.
В упрощенном виде схема для одной лампы дневного света (ЛДС) выглядит так:
Схема состоит всего из двух частей: люминесцентной лампы и электронного стартера. С точки зрения электрика, это гораздо менее сложно, чем классическая схема освещения, в которой используются электромагнитный дроссель и стартер. Напряжение зажигания подключается к клеммам N и L; заземление — это заземление. В схеме ЭПРА заземление не обязательно и требуется только для безопасной работы.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как и какую бензопилу выбрать для дома
Система подключения для 2 ЛДС примерно одинакова.
В ней нет дополнительных компонентов, цепь дополняют только 2 лампы, крайние провода которых подключаются непосредственно к электронному блоку.
Схемы ЭКГ сложны и состоят из множества электронных компонентов. Это трудная задача для человека без инженерного образования и специального образования или подготовки.
Более того, не каждый электрик сможет с первого раза разобраться во всей схеме. Но вы сможете!
Это довольно простая электронная схема. Проще говоря, схема работает так, как и должна работать. Коррекция осуществляется выпрямительно-диодным мостом с двумя полупериодами.
Сглаживание осуществляется электролитическим конденсатором, рассчитанным на более высокое напряжение сети, поскольку амплитуда синусоиды составляет половину от этого напряжения (√ 2 * 220). Остальные процессы контролируются микросхемой. Полевые транзисторы отвечают за подачу напряжения на лампы. Далее инвертор работает автономно, нормальный режим не меняется.
Если разбираться в электронике, то можно собрать систему питания люминесцентных ламп от низковольтных источников. Конструкция достаточно небольшая. Одним из самых важных моментов является правильная намотка трансформатора.
Как работает пускатель?
Какая бы система ни использовалась для запуска люминесцентной лампы — основная идея остается неизменной. В принципе, при использовании дросселя и стартера происходят аналогичные процессы. Всего существует три фазы:
- Предварительный нагрев электродов. В ЭПРА это происходит за счет довольно легкого повышения напряжения на вольфрамовых нитях.
- Поджиг. В этот момент цепь подает высоковольтный импульс (обычно это касается как одного, так и половины киловольт). Этого достаточно для электрического пробоя газов и паров ртути. Напряжение зажигания люминесцентных ламп существенно больше напряжения горения.
- Само горение. После высоковольтного импульса цепь минимизирует напряжение до требуемого уровня, чтобы сохранить разряд излучения. Частота вращения присутствующих на электродах может достигать 38 кГц в зависимости от схемы.
В ЭПРА импульс поступает в электронную схему. В классической системе это происходит за счет энергии, собранной дросселем. Нагрев электродов в домашнем хозяйстве также обеспечивается ЭБП. При включении цепи стартера электроды нагреваются, когда стартер касается короткого замыкания. Их можно заменить выключателем без необходимости ремонта.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Виды оборудования и приборы неразрушающего контроля
Принцип работы ЭПРА
Чтобы заставить люминесцентную лампу загореться, необходимо специальное коммутационное устройство. Оно состоит из:
- дросселя — выравнивает пульсацию;
- стартера — запускает процесс;
- конденсатора — стабилизирует напряжение.
Первоначально все эти элементы размещались отдельно. Хотя срок службы лампы увеличивался, адаптер сильно нагревался. Появлялся неприятный жужжащий звук, а свет иногда мерцал. Небольшое электронное устройство — ЭПРА — полностью заменило устаревший адаптер. Он размещается непосредственно на лампах. Правила техники безопасности предписывают, что в помещениях, где работают люди, лампы должны устанавливаться с ЭПРА, а не с устаревшими дроссельными катушками.
- фильтр электромагнитных помех — устраняет помехи электросети;
- выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный;
- сглаживающий фильтр — снижает частоту пульсации;
- инвертор — увеличивает напряжение до оптимального значения;
- дроссель.
Колба люминесцентной лампы заполнена парами ртути. Внутренняя поверхность покрыта люминофором. Пары разряжаются, в результате чего возникает ультрафиолетовое излучение. ЭКГ работает в три этапа:
- Электроды в лампе разогреваются.
- Устройство генерирует импульс высокого напряжения. Он вызывает пробой газа.
- Уровень напряжения на электродах обеспечивает постоянное горение лампы.
Особенности электронных пускорегулирующих аппаратов
- Работа люминесцентных ламп обычно сопровождается неприятным для глаз мерцанием. Это так называемый эффект «стробирования». ЭПРА этот эффект нивелирует.
- Многократные мигания перед постоянным свечением — это фальстарт. Стартер выходит из строя, нити накала тоже страдают. При использовании электронной ПРА такого явления нет. Лампы будут работать дольше.
- Ряд устройств дополняют регулятором, с помощью которого устанавливается яркость освещения.
- Стабильный уровень освещения достигается за счет широкого диапазона питающего напряжения.
ЭПРА подключается в мостовую и полумостовую схему. Первая имеет больше элементов (полевых и биполярных транзисторов) и используется в мощных лампах.
Полумостовая схема более распространена. Она имеет более низкий КПД. В основе инвертора лежит принцип автогенератора с положительной обратной связью. Низкий КПД компенсируется специальными схемами.
Инвертор в маломощном ЭВГ представляет собой преобразователь напряжения типа «push-pull». Диодный мост выпрямляет сетевое напряжение. Фильтрующий конденсатор сглаживает его. Инвертор построен на 2 транзисторах. Он преобразует постоянное напряжение в высокочастотное.
Трансформатор является управляющим элементом инвертора. Он имеет три обмотки:
- две для открытия транзисторных ключей;
- третья — первичная обмотка обратной связи транзисторного автогенератора.
Преобразователь крутящего момента отвечает за запуск инвертора. Он открывается, когда напряжение выше нормы. Импульс включает инвертор. Напряжение с обмотки транзистора поочередно передается на нити накала. Они нагреваются. А напряжение на конденсаторе зажигает источник света.
Почему лампочка не гаснет при падении напряжения? В цепи все еще присутствует резонансное напряжение.
Частота инвертора постоянна после его включения. Он работает в автоматическом режиме.
Причины неисправностей
Лампа не выключается по разным причинам. Самая очевидная — обрыв нити накала. Обычно говорят, что она «перегорела». В этом случае ЭПРА в порядке, вам просто нужно купить новую лампочку.
Паяные соединения на печатной плате — чувствительные места. После включения лампы адаптер постепенно остывает. Перепады температуры могут повредить паяные соединения. Повреждения на печатной плате обычно темного цвета. Это повреждение можно устранить путем очистки или пайки поврежденных участков.
При плохих погодных условиях в электросети часто возникают перенапряжения. ЭПРА не оснащены варисторами. Поэтому в случае скачка напряжения транзистор выйдет из строя. Также может быть установлен предохранитель. Он срабатывает в случае повреждения коммутирующих элементов.
Производители печатают порядок расположения клемм ЭПРА на корпусах. Там же указаны номера клемм для входных и выходных цепей. При несоблюдении схемы подключения устройство не будет работать. При самостоятельной установке прибора точно следуйте инструкциям.
Балласты также производятся для светодиодных и галогенных светильников. Следует понимать, что ЭПРА для люминесцентной лампы не подходит для галогенной лампы и наоборот.
Из чего состоит приспособление?
Основные компоненты схемы электронного блока следующие:
- выпрямительное устройство;
- фильтр электромагнитного излучения;
- корректор коэффициента мощности;
- фильтр сглаживания напряжения;
- инверторная схема;
- дроссельный элемент.
Схема может быть выполнена в двух вариантах: в виде моста или полумоста. Мостовые схемы обычно предназначены для ламп большой мощности.
Балласты в мостовых схемах предназначены для таких типов ламп (100 Вт и выше), что положительно сказывается не только на выходной мощности, но и на типичном напряжении питания.
Однако устройства на основе полумостовой технологии в основном используются в люминесцентных лампах.
Такие устройства более распространены на рынке, чем мостовые светильники, поскольку для обычных применений достаточно светильников мощностью до 50 Вт.
Особенности работы аппарата
Традиционно работу электроники можно разделить на три этапа. Первый — это функция предварительного нагрева нити накала, которая важна для долговечности газовых светильников.
Эта функция считается необходимой, особенно в условиях низких температур.
Вид электронной платы управления одной из моделей твердотельных пусковых модулей. Эта небольшая, легкая печатная плата полностью заменяет работу твердотельного дросселя и предлагает ряд улучшенных функций
Затем схема модуля запускает функцию генерации высоковольтного импульса резистора — уровень напряжения около 1,5 кВ.
Наличие напряжения такой величины между электродами неизбежно сопровождается пробоем газа в баллоне люминесцентной лампы — происходит зажигание лампы.
Наконец, подключается третий каскад схемы устройства, основной функцией которого является создание стабилизированного напряжения горения газа в баллоне.
Уровень напряжения в данном случае относительно низкий, что обеспечивает низкое потребление энергии.
Принципиальная схема пускорегулятора
Как уже упоминалось выше, часто используемой конструкцией является блок EEG, который построен по двухтактной полумостовой схеме.
Схематическое изображение запуска и регулировки полумостовых люминесцентных ламп. Однако это не единственное схемное решение, используемое для построения ЭКГ.
Такая схема работает в следующем порядке:
- Сетевое напряжение в 220В поступает на диодный мост и фильтр.
- На выходе фильтра образуется постоянное напряжение в 300-310В.
- Инверторным модулем наращивается частота напряжения.
- От инвертора напряжение проходит на симметричный трансформатор.
- На трансформаторе за счет управляющих ключей формируется необходимый рабочий потенциал для люминесцентной лампы.
Варианты подключения люминесцентных ламп
В зависимости от того, какая схема используется для построения дросселей, варианты подключения могут сильно различаться.
Например, если одна модель поддерживает подключение одной лампы, то другая может допускать одновременную работу четырех ламп.
Простейший вариант питания лампы через электромагнитный балласт: 1 — нить накала; 2 — стартер; 3 — стеклянная лампа; 4 — дроссель; L — фазный провод; N — нулевой провод te
Наиболее простым представляется электромагнитный вариант подключения, при котором основными элементами схемы являются только дроссель и стартер.
Здесь фазный провод подключается к одной из двух клемм дросселя, а нулевой провод — к клемме люминесцентной лампы.
Фаза, сглаженная в дросселе, ответвляется от его второй клеммы и подключается ко второй (противоположной) клемме.
Две другие клеммы лампы, оставшиеся свободными, подключаются к гнезду стартера. Это основная схема, которая повсеместно использовалась до появления полупроводниковых электронных моделей.
Вариант подключения двух люминесцентных ламп через одну катушку: 1 — конденсатор фильтра; 2 — катушка, соответствующая мощности двух ламп; 3, 4 — лампы; 5,6 — стартер; L — фазный провод источника питания; N — нулевой провод.
На основе той же схемы реализуется решение с подключением двух люминесцентных ламп, одной дроссельной катушки и двух стартеров. Однако в этом случае необходимо выбирать дроссель по мощности, которая определяется исходя из общей мощности газовых светильников.
Вариант схемы дросселя может быть модифицирован для устранения дефекта затвора. Он часто возникает в светильниках с электромагнитным ЭПРА.
Доработка сопровождается добавлением диодного моста, который вставляется после дросселя.
Подключение к электронным модулям
Варианты подключения люминесцентных ламп в электронных пускорегулирующих аппаратах несколько отличаются. Каждый электронный балласт имеет входные клеммы для сетевого напряжения и выходные клеммы для нагрузки.
В зависимости от конфигурации электронного пускорегулирующего аппарата подключается одна или несколько ламп. Обычно в корпусе каждого пускорегулирующего аппарата есть схема, рассчитанная на подключение соответствующего количества ламп.
Подключение люминесцентных светильников к электронному балласту: 1 — интерфейс для сети и заземления; 2 — интерфейс для светильников; 3,4 — светильники; L — фазный провод; N — нулевой провод; 1…6 — контакты интерфейса.
Например, приведенная выше схема обеспечивает ток максимум для двух люминесцентных ламп, так как в системе используется двухламповый пускорегулирующий аппарат.
Два интерфейса устройства устроены следующим образом: один для подключения сетевого напряжения и заземляющего кабеля, другой — для подключения лампы. Это также является простым решением.
Аналогичный блок, но рассчитанный на работу с четырьмя лампами, отличается увеличенным количеством клемм на интерфейсе подключения нагрузки. Сетевой интерфейс и линия заземления остаются без изменений.
Проводка такая же, как и для версии с четырьмя лампами. В качестве пускового и управляющего устройства также используется полупроводниковая электроника EBF. На рис. 1…10 показаны интерфейсные контакты для пускового и управляющего устройства.
Помимо простых устройств — одно-, двух-, четырехламповых — существуют также версии пускорегулирующих устройств, которые имеют функцию регулировки яркости люминесцентных ламп с помощью механизма управления.
Это так называемые управляемые модели диммеров. Мы рекомендуем вам подробнее прочитать о том, как работает диммер.
Чем эти устройства отличаются от тех, о которых мы уже говорили? Тем, что помимо сети и нагрузки, они оснащены интерфейсом для подключения управляющего напряжения, уровень которого обычно составляет 1-10 вольт постоянного тока.
Конфигурация четырех ламп с жидким филаментом: 1 — выключатель; 2 — контакты подачи управляющего напряжения; 3 — контакт заземления; 4, 5, 6, 7 — люминесцентные лампы; L — вывод фазного тока; N — нейтраль; 1…20 — контакты запуска и интерфейса блока управления.
Таким образом, разнообразие конфигураций электронных дросселей позволяет создавать светильники разного уровня. Это относится не только к уровню мощности и охвата территории, но и к уровню управления.
Схемы подключения
Это электронное устройство было разработано с целью минимизировать конструкцию светильника и заменить громоздкий дроссель и стартер одним блоком, который подключается к сети переменного тока и электродам люминесцентной лампы.
ЭПРА не имеют всех недостатков классических схем подключения.
Существуют блоки, предназначенные для одновременного подключения четырех ламп.
Подключение ЭПРА с четырьмя лампами
Как и в случае с одной или двумя лампами, схема не требует дополнительных компонентов. Модуль ЭПРА подключается непосредственно к лампе.
Схема подключения ЭПРА 4х18 Вт (пример: Navigator NB-ETL-418-EA3)
Схема подключения ЭПРА 2х36 Вт (пример: ELECTRONIC BALLAST ETL-236)
Схема подключения для ЭКГ 2х18 Вт (пример: Navigator NB-ETL-218-EA
В любом случае рекомендуется установить выключатель в фазном проводе. В случае нулевого потенциала он может присутствовать. На это указывает легкое мерцание ламп в выключенном положении. Такое явление иногда может наблюдаться с исправными, но дешевыми ЭПРА. Возможно, что электролитический конденсатор заряжен не полностью. В этом случае поможет простая модернизация: просто перемкните электролитический конденсатор стомиллиметровым резистором.
Ремонт ЭПРА
Если аппарат ЭКГ поврежден, для ремонта необходимы некоторые знания в области электроники и использование мультиметра. Если базовые знания электроники отсутствуют, лучше просто заменить весь прибор или отнести его в мастерскую для ремонта. Многотомной книги недостаточно, чтобы объяснить детали ремонта ЭКГ.
Устранение неполадок следует начинать с осмотра печатной платы. Неисправные электронные компоненты имеют характерный черный цвет. Корпуса компонентов могут быть почерневшими, а на печатной плате может быть видно темное пятно. Также необходимо осмотреть детали, находящиеся под напряжением.
Как и при любом ремонте, сгоревший компонент часто является не причиной, а следствием.
Инструментальная диагностика начинается с проверки предохранителей. Обычно они обозначены на плате латинской буквой F и номером.
Проверка данных ЭКГ с помощью мультиметра
При ремонте балласта люминесцентной лампы обратите внимание на электролитические конденсаторы. Если конденсатор деформирован — сгорел — его необходимо заменить. При этом важно использовать конденсатор с напряжением не ниже напряжения встроенного конденсатора. Более высокое напряжение можно использовать, более низкое — нет. Не рекомендуется менять емкость. Необходимо обратить внимание на правильную полярность. Неправильная полярность является основной причиной взрыва конденсатора.
Далее следует проверить полупроводники. Диоды не должны иметь пробоя — не должно быть слышно писка при любой полярности клемм мультиметра. То же самое относится и к униполярным транзисторам. Затвор, исток и сток не должны быть закорочены ни в каком положении.
Большинство мастерских предпочитают не ремонтировать цепь стартера. А с потребителя могут взять больше, чем цена нового блока. Если на печатной плате вышло из строя более одного компонента, ремонт экономически нецелесообразен.
Выбор ЭПРА.
Если вы решили модернизировать свои светильники и заменить дроссели и стартеры на современные электронные стартеры для люминесцентных ламп, то в первую очередь следует обратить внимание на производителя. Неизвестные бренды и сомнительные дешевые устройства лучше обходить стороной. Но и здесь дешевое не равно плохому и недолговечному. Информация сегодня доступна каждому, желательно ознакомиться с отзывами о той или иной модели в интернете. Среди производителей следует обратить внимание на:
При выборе важно изучить документацию. Наиболее важными являются следующие характеристики: Особенности, которые должны быть указаны в модели, следующие:
- Тип источника света,
- Мощность источников света,
- Условия и режимы эксплуатации.
Некоторые модели Tridonic, Philips, Helvar имеют возможность использовать как переменное напряжение (~Некоторые модели Tridonic, Philips, Helvar имеют возможность подключения как переменного (220), так и постоянного (=220) напряжения.
Конструкция и принцип работы ЭПРА
ЭКГ — это, по сути, электронная печатная плата небольшого размера, содержащая несколько специальных электронных компонентов. Компактная конструкция позволяет установить плату в светильнике вместо дросселя, стартера и конденсатора, которые вместе занимают больше места, чем ЭКГ. А принципиальная схема довольно проста. Она описана ниже.
Преимущества
- Люминесцентная лампа с ЭПРА включается быстро, но плавно.
- Она не моргает и не шумит.
- Коэффициент мощности – 0,95.
- Новый блок практически не греется по сравнению с устаревшим, а это прямая экономия электрического тока до 22%.
- Новый пусковой блок снабжен несколькими видами защиты лампы, что повышает ее пожарную безопасность, безопасность эксплуатации, а также продлевает в несколько раз срок службы.
- Обеспечение плавного свечения, без мерцания.
Предостережение. Современные нормы охраны труда и техники безопасности требуют использования люминесцентных ламп в рабочих зонах с этим новым устройством.
Схема устройства
Люминесцентные лампы — это газоразрядные источники света, в которых используется следующая технология. Стеклянная лампа содержит пары ртути, которые разряжаются электрическим током. Это приводит к ультрафиолетовому свечению. Внутри самой лампы находится слой люминофора, который преобразует ультрафиолетовые лучи в видимый свет. Внутри лампы всегда есть отрицательное сопротивление, поэтому она не может работать от напряжения 220 вольт.
Однако при этом должны быть соблюдены два основных требования:
- Разогреть две нитки накала.
- Создать большое напряжение до 600 вольт.
Внимание. Значение напряжения прямо пропорционально длине люминесцентной лампы. Поэтому оно короче для маленьких 18-ваттных ламп и длиннее для больших ламп мощностью более 36 ватт.
Теперь к самой схеме электронного балласта.
Первоначально люминесцентные лампы, например, ЛВО 4×18, со старым блоком всегда мерцали и издавали неприятный шум. Чтобы этого избежать, необходимо, чтобы блок работал с током более 20 кГц. Это потребует увеличения коэффициента мощности источника света. Поэтому реактивный ток должен поступать обратно в специальный промежуточный аккумулятор, а не в сеть. Кстати, аккумулятор не подключен к сети, но обеспечивает лампу питанием в случае сбоя в сети.
Читайте также: Светодиодные ленты — как их установить, на что обратить внимание в первую очередь.
Как работает
Таким образом, сетевое напряжение 220 вольт (это переменный ток) преобразуется в постоянный ток со значением 260-270 вольт. Сглаживание происходит с помощью электролитического конденсатора С1.
Затем постоянное напряжение необходимо преобразовать в высокочастотное напряжение с частотой до 38 кГц. За это отвечает полумостовой преобразователь типа push-pull. Он состоит из двух активных элементов, которые представляют собой два высоковольтных транзистора (биполярных). Их обычно называют push-pull переключателями. Способность преобразовывать постоянное напряжение в высокочастотное позволяет снизить силу ЭКГ.
В схеме устройства также имеется трансформатор (балласт). Он является одновременно управляющим элементом и нагрузкой для инвертора. Этот трансформатор имеет три обмотки:
- Одна из них рабочая, в которой всего лишь два витка. Через нее происходит нагрузка на цепь.
- Две – управляющие. В каждой по четыре витка.
Во всей этой схеме симметричная обмотка играет особую роль. На принципиальной схеме она обозначена как DB3. Этот элемент теперь отвечает за запуск инвертора. Как только напряжение на его клеммах превысит допустимый порог, он включается и подает импульс на транзистор. После этого запускается инвертор в целом.
Далее происходит следующее:
- С управляющих обмоток трансформатора импульсы поступают на транзисторные ключи. Эти импульсы являются противофазными. Кстати, открытие ключей вызывает наводку на двух обмотках и на рабочей тоже.
- Переменное напряжение с рабочей обмотки подается на люминесцентную лампу через последовательно установленные элементы: первая и вторая нить накала.
Это интересно
В настоящее время ЭПРА устанавливаются не только с газоразрядными источниками света, но и с галогенными и светодиодными лампами. Однако устройство, предназначенное для одного типа ламп, не может быть использовано с другим типом ламп. Во-первых, не совпадают параметры. Во-вторых, у них разные схемы.
При выборе пускорегулирующего аппарата следует учитывать мощность лампы, в которую он будет установлен.
Оптимальными являются модели, имеющие защиту от ненормальной работы источника света и его отключения.
Убедитесь, что в паспорте или инструкции по эксплуатации указано, при каких погодных условиях может работать электронный механизм управления. Это влияет как на качество работы, так и на срок службы.
