2.2 Принцип роботи та особливості підключення люмінесцентних ламп

Позначення люмінесцентних ламп у схемотехніці

При роботі люмінесцентної лампи між двома електродами, що розташовані на протилежних кінцях лампи виникаєелектричний розряд. У лампі, яка заповнена парами ртуті, змінний струм приводить до появи УФ-випромінювання. Це випромінювання невидиме для людського ока, тому його перетворять у видиме світло за допомогою явищалюмінесценції Внутрішні стінки лампи покриті спеціальною речовиною — люмінофором, що поглинає УФ-випромінювання і виділяє видиме світло. Змінюючи склад люмінофора, можна змінювати відтінок одержаного світла.

Електрод ультрафіолетовоїлампи з прозорою колбою, безлюмінофору

Радянський електромагнітний баласт (дросель) для люмінесцентної лампи на 20Вт з зображенням принципової схеми підключення

Схема підключення лінійної ЛЛ з електромагнітним баластом. а-мережевий вхід 220В, b-дросель, d-стартер, c-компенсаційний конденсатор, е-біметалевий електрод, f-конденсатор

З погляду електротехніки люмінесцентна лампа — пристрій зі слабким опором (чим більший струм через неї проходить — тим більше падає її опір). Тому при безпосередньому підключенні до електричної мережі лампа дуже швидко вийде з ладу через величезний струм, що проходить через неї. Щоб запобігти цьому, лампи до мережі підключають через спеціальний пристрій (баласт).

У найпростішому випадку це може бути звичайний резистор, однак у такому баласті втрачається значна кількість енергії. Щоб уникнути цих утрат при ввімкненні ламп від мережі змінного струму як баласт може застосовуватисяреактивний опір (конденсатор або котушка індуктивності).

В даний час найбільше поширення одержали два типи баластів — електромагнітний і електронний.

2.3 Електронний баласт та електромагнітний баласт

Виготовлений у СРСР електромагнітний баласт «1УБИ20» був значним проривом у цій області. Вадою був його низький ККД, тому що реактивна потужність баласту більша від потужності лампи.

Електромагнітний баласт — це індуктивний опір (дросель), який підключається послідовно з лампою. Для запуску лампи з таким типом баласту потрібний також стартер або кнопка.

Перевагами такого типу баласту є його простота, відносна дешевина, великий термін експлуатації та висока надійність.

Вади — мерехтіння ламп із частотою вдвічі більшою від частоти мережевої напруги (частота мережевої напруги в Україні (СНД) = 50 Гц), що підвищує стомлюваність і може негативно позначатися на зорі людини, відносно довгий запуск (звичайно 1-3 сек, час збільшується в міру зносу лампи), більше споживання енергії (приблизно на 20 %) в порівнянні з електронним баластом, більші габарити, маса, металоємність. Дросель також може видавати низькочастотний гул та нагріватись.

Крім перерахованих вище хиб, можна відзначити ще одну. При спостереженні певного предмета з обертовим або коливальним рухом з частотою рівною або кратною частоті мерехтіння люмінесцентних ламп з електромагнітним баластом такі предмети будуть здаватися нерухомими через так званий ефект стробування. Наприклад, цей ефект може відбуватися на шпилі токарного або свердлильного верстата, циркулярної пили, мішалки кухонного міксера, блоці ножів вібраційної електробритви. Щоб уникнути травмування на виробництві заборонено використовувати люмінесцентні лампи для освітлення рухомих частин верстатів і механізмів без додаткового підсвічування лампами розжарювання.

Електронний баласт

Електронний баласт — це електронна схема, що перетворює напругу мережі у високочастотний (20-60 кГц) змінний струм, який живить лампу. Перевагами такого баласту є відсутність мерехтіння і гулу, компактніші розміри й менша маса в порівнянні з електромагнітним баластом.

При використанні електронного баласту можливо домогтися миттєвого запуску лампи (холодний старт), однак такий режим несприятливо позначається на терміні служби лампи. Про

При використанні схем з попереднім прогрівом електродів (плавний старт) лампа запалюється із затримкою, однак цей режим дозволяє збільшити термін служби лампи. В таких схемах використовуються позистори аботерморезистори.

ЕПРА для 1-10В системи. Їх можна управляти в групі або окремо. Можна з'єднати датчик денного світла і тоді світлий час дня датчик зменшує освітленість лампи. Особливо популярний у шкільних класах, інститутах і переговорних кімнатах.

Останнім часом замість нього стали нові цифрові ЕПРА по протоколу DALI

ЕПРА по DALI-протоколу дозволяють індивідуальне управління кожного світильника, і тому він дуже енергоефективний. Управління освітленням можна робити за допомогою датчиків присутності і денного світла. Вимикачів більше не потрібно, коли автоматика включає в потрібні місця світло та вимикає, коли нікого більше немає в приміщенні.

Останні роки в Європі в багатьох школах, лікарнях та офісах старе освітлення замінюють новими системами керування, завдяки чому досягається енергозбереження від 60 % до 82 %.

Прості та дешеві схеми електронних баластів не розраховані на включення в мережу без навантаження (при відсутній або знятій лампі). В такому разі схеми виходять з ладу. Тому більшість люмінесцентних світильників продаються в комплекті з лампами.

Прості та дешеві схеми також можуть вийти з ладу при перегоранні/обриву електроду лампи.