Варианты схем подключения люминесцентной лампы с дросселем и стартером

Замена лампы

Если отсутствует свет и причина проблемы лишь в том, чтобы заменить перегоревшую лампочку, действовать нужно следующим образом:

Разбираем светильник

Делаем это осторожно, чтобы не повредить прибор. Поворачиваем трубку по оси

Направление движения указано на держателях в виде стрелочек.
Когда трубка повернута на 90 градусов, опускаем ее вниз. Контакты должны выйти через отверстия в держателях.
Контакты новой лампочки должны находиться в вертикальной плоскости и попадать в отверстие. Когда лампа установлена, поворачиваем трубку в обратную сторону. Остается лишь включить электропитание и проверить систему на работоспособность.
Завершающее действие — монтаж рассеивающего плафона.

Какая экономия?

Для того, чтобы посчитать экономию от замены люминесцентных ламп на светодиодные, нужно произвести соответствующий расчет, для этого за основу можно взять два светильника одинаковой мощности, один из которых оснащен люминесцентной лампой, а второй – светодиодами.

Для расчета возьмем светильники, с одинаковыми характеристиками по световому потоку, обеспечивающему требуемую освещенность в заданной точке помещения, а в качестве показателя, на котором будет основан расчет, выступит мощность источника света.

Сравнительные значения, по мощности, люминесцентных и светодиодных источников света приведены в таблице:

Тип источника		Мощность, Вт
люминесцентный	5,0 – 7,0	10,0 -13,0	15,0 – 16,0	18,0 – 20,0	25,0 – 30,0	40,0 – 50,0	60,0 – 80,0
светодиодный	2,0 – 3,0	4,0 – 5,0	8,0 – 10,0	10,0 – 12,0	12,0 – 15,0	18,0 – 20,0	25,0 – 30,0

Светильник одноламповый люминесцентный, модель Camelion WL-3016 36W 2765, мощностью 36 Вт обойдется покупателю в 820,0 рублей, плюс стоимость самой лампы и стартера – общая сумма составит, в среднем, 900,00 рублей.

Встраиваемый светодиодный светильник, модель Feron AL527 28542, мощностью 18 Вт, белого свечения, обойдется покупателю в 840,00 рублей.

На начальном этапе сравнения исходные параметры примерно одинаковы, это: сила светового потока, зависящая от мощности установленного источника света и стоимость самого светильника. Для сравнительного анализа необходимо заполнить сравнительную таблицу, составленную из расчета того, что светильники работают 10 часов в день, 365 дней в году.

Показатель	Люминесцентный светильник	Светодиодный светильник
Мощность светильника, кВт	0,036	0,018
Потребление электроэнергии в сутки, кВт/час	0,36	0,18
Потребление электроэнергии в год, кВт/час	131,4	65,7
Стоимость электроэнергии для потребителей в 2017 году, рублей/кВт*час	2,97	2,97
Затраты на оплату потребленной энергии, рублей	390,26	195,13
Экономия по году, рублей	—	195,13
Затраты на содержание светильников, рублей	100,00	—
Экономия, итого, рублей	—	295,13

Примечания:

Как видно из таблицы, при одинаковых начальных показателях, экономия от использования светодиодных светильников, по стоимости использованной электрической энергии, в сравнении с люминесцентным светильником, составляет 100%.

Конечно, полученная цифра, определяющая экономию использования светодиодного источника света не велика, т.к. сравнивались всего два светильника, но даже в масштабах отдельно взятой квартиры, когда будет произведена замена 5 – 10 люминесцентных ламп, экономия увеличится в разы, что существенно отразиться на семейном бюджете. В случае же, когда замена проводится в офисном помещении или производственном цеху, экономию от замены светильников, можно почувствовать уже в первый месяц после завершения работ.

Схемы зажигания с ЭмПРА

Устройство с дросселем и стартером работает по следующему принципу:

1. Подача напряжения на электроды. Ток через газовую среду лампы сначала не проходит из-за ее большого сопротивления. Он поступает через стартер (Ст) (рис. ниже), в котором образуется тлеющий разряд. При этом через спирали электродов (2) проходит ток и начинает их подогревать.
2. Контакты стартера разогреваются, и один из них замыкается, так как он выполнен из биметалла. Ток проходит через них, и разряд прекращается.
3. Контакты стартера перестают разогреваться, и после остывания биметаллический контакт снова размыкается. В дросселе (Д) возникает импульс напряжения за счет самоиндукции, которого достаточно для зажигания ЛЛ.
4. Через газовую среду лампы проходит ток, после запуска лампы он уменьшается вместе с падением напряжения на дросселе. Стартер при этом остается отключенным, так как этого тока недостаточно для его запуска.

Схема включения люминесцентной лампы

Конденсаторы (С1) и (С2) в схеме предназначены для снижения уровня помех. Емкость (С1), подключенная параллельно лампе, способствует снижению амплитуды импульса напряжения и увеличению его продолжительности. В результате увеличивается срок службы стартера и ЛЛ. Конденсатор (С2) на входе обеспечивает существенное снижение реактивной составляющей нагрузки (cos φ увеличивается с 0,6 до 0,9).

Если знать, как подключить люминесцентную лампу с перегоревшими нитями накала, ее можно использовать в схеме ЭмПРА после небольшого изменения самой схемы. Для этого спирали замыкают накоротко и последовательно к стартеру подключают конденсатор. По такой схеме источник света сможет проработать еще какое-то время.

Широко распространен способ включения с одним дросселем и двумя лампами дневного света.

Включение двух ламп дневного света с общим дросселем

2 лампы подключаются последовательно между собой и дросселем. Для каждой из них необходима установка параллельно подключенного стартера. Для этого используется по одному выводному штырьку с торцов лампы.

Для ЛЛ необходимо применять специальные выключатели, чтобы у них не залипали контакты от высокого пускового тока.

Принцип работы

Подается питающее напряжение. В начальный момент электрический ток не протекает, так как среда обладает высоким сопротивлением. Ток движется по спиралям, нагревает их и подается на стартер. Появляется тлеющий разряд. После нагрева контактов биметаллические пластины замыкаются. Температура на биметаллической части падает и контакт в сети размыкается. Это приводит к тому, что дроссель создает необходимый импульс в результате самоиндукции, и лампа начинает светить. Дуговой разряд поддерживается за счет термоэлектронной эмиссии, происходящей на на поверхности катода. Электроны разогреваются под действием тока, величину которого ограничивает балласт.

Свет появляется за счет того, что на лампу нанесено специальное вещество – люминофор. Он поглощает ультрафиолетовое излучение и дает свечение определенной гаммы. Цвет можно менять, нанося на колбу различные по составу люминофоры. Они могут быть из галофосфата кальция, ортофосфата кальция-цинка.

Процесс ремонта люминесцентных светильников

Ремонт состоит из нескольких шагов:

1. Проверка напряжения в сети и качества контактов.
2. Замена лампочки на заранее исправную колбу.
3. Если мигание сохраняется, стоит заменить стартер и проверить дроссель или же полностью заменить балласт.

Электромагнитный балласт

Починка прибора с балластом предусматривает:

1. Проверку конденсаторов. Конденсаторы снижают электромагнитные помехи и компенсиуют недостатки реактивной мощности. Нередко в них наблюдается утечка тока. Лучше всего подобную неисправность проверить первым делом, чтобы исключить ненужные затраты на дорогие конденсаторы.
2. Прозвонку балласта на наличие пробоя. Желательно использовать мультиметр с возможностью замера индуктивности. Если обнаружен пробой, поменяйте балласт или поставьте электронный аналог. Подойдет как новый компонент из магазина, так и исправный из другой лампы.

Электромагнитный балласт

Электронный балласт

ЭПРА могут отличаться схемами, однако принцип работы остается одинаковым. Используются нити накала с определенными показателями индуктивности, которые питают колебательный контур.  Имеются конденсаторы, катушки и инвертор с транзисторными ключами.

Для диагностики используется осциллограф или частотный генератор. Ремонт начинается с осмотра платы и поиска перегоревшего компонента. Сначала проверяется предохранитель, нередко становящийся причиной неисправности.

Электронный балласт

Из строя могут выйти любые компоненты балласта. Поэтому стоит последовательно проверить мультиметром конденсаторы, резисторы, транзисторы, диоды, дроссели и трансформаторы.

Неисправные элементы заменяются на новые. Пайка проводится аккуратно, поскольку компоненты чувствительны к перегреву.

Самодельный ЭПРА

Опытные электрики и радиолюбители переходят со стандартных ЭмПРА на сделанные своими руками ЭПРА. В данном случае ремонт практически не отличается от починки покупного электронного балласта.

Самодельный ЭПРА

Порядок подключения

Все необходимые коннекторы и провода обычно идут в комплекте с электронным балластом. Со схемой подключения вы можете ознакомиться на представленном изображении. Также подходящие схемы приводятся в инструкциях к балластам и непосредственно осветительным приборам.

В такой схеме лампа включается в 3 основные стадии, а именно:

• электроды прогреваются, благодаря чему обеспечивается более бережный и плавный пуск и сохраняется ресурс прибора;
• происходит создание мощного импульса, требующегося для поджига;
• значение рабочего напряжение стабилизируется, после чего напряжение подается на светильник.

Современные схемы подсоединения ламп исключают необходимость применения стартера. Благодаря этому риск перегорания балласта в случае запуска без установленной лампы исключается.

Замена лампы

Как и другие источники света, люминесцентные приборы выходят из строя. Единственным выходом будет замена основного элемента.

Замена лампы дневного света.

Процесс замены на примере потолочного светильника Армстронг:

Осторожно разбирается светильник. С учетом указанных на корпусе стрелочек колба поворачивается по оси.
Повернув колбу на 90 градусов, можно опустить ее вниз

Контакты сместятся и выйдут через отверстия.
Новую колбу поместить в паз, следя за попаданием контактов в соответствующие отверстия. Установленную трубку повернуть в противоположную сторону. Фиксация сопровождается щелчком.
Включить осветительный прибор и проверить работоспособность.
Собрать корпус и установить рассеивающий плафон.

Если недавно установленная колба снова перегорела, имеет смысл проверить дроссель. Возможно, именно он подает на прибор слишком большое напряжение.

Плюсы и минусы замены

Переделка светильника под светодиодную лампу вместо люминесцентной имеет особенности, которые лучше учесть на этапе подготовки.

К преимуществам относят:

Процесс переделки занимает минимум времени.
LED–лампы не требуют обслуживания. Достаточно время от времени очищать плафон от пыли и изредка заменять трубки.
По сравнению с люминесцентными лампами светодиоды потребляют на 60% меньше электроэнергии. Впечатляющая экономия, которая быстро окупит стоимость прибора.
Светодиоды отличаются повышенным ресурсом, который может достигать 40 000 часов.
При использовании светодиодных трубок не возникает неприятных мерцаний или пульсаций, оказывающих негативное воздействие на органы зрения

Это особенно важно при организации освещения в школах.
Внутри светодиодной лампы нет вредных веществ и она не требует утилизации после поломки. Прибор абсолютно безопасен для человека и окружающей среды.
Даже при значительных падениях напряжения в сети (до 110 В) светильник продолжит функционировать как при 220 В.
Доступен широкий спектр цветовых температур, что позволяет легко создавать подходящее освещение.

Самый очевидный плюс это экономия электроэнергии

При этом стоит учитывать и недостатки светодиодов:

1. По сравнению с другими лампами самые дорогие.
2. Со временем характеристики светового потока светодиодов снижаются по причине деградации кристаллов.
3. Светодиодные светильники работают узконаправленно, что не всегда удобно. Вместо одного люминесцентного может потребоваться несколько светодиодных приборов.
4. Цветовая температура не всегда находится на нужном уровне. Зачастую света недостаточно для комфорта.
5. При работе светодиоды довольно сильно нагреваются. В конструкции лампы должен быть радиатор отвода тепла, который не только усложняет конструкцию, но и влияет на цену.

Рекомендуем к прочтению: Что лучше — светодиодная или энергосберегающая лампа

Практически все указанные минусы можно сгладить использованием качественной схемы. Переделать светильник под светодиодные лампы все-таки рекомендуется, поскольку выгод от такого решения будет больше.

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.

Включение приборов со сгоревшими спиралями

Если в вашей кладовке покрываются пылью сгоревшие люминесцентные лампы, которые вы никак не соберетесь утилизировать, не торопитесь их выбрасывать. Такие устройства смогут послужить еще, если вы умеете держать в руках паяльник. Для реализации этой идеи понадобятся два абсолютно недефицитных диода и два конденсатора:

Схема включения ЛДС со сгоревшими спиралями

Как работает такая схема? Мост, собранный на диодах VD1, VD2, С1, С2 представляет собой простейший умножитель, увеличивающий напряжение вдвое. Для того чтобы при 400 – 450 В начался тлеющий разряд, совсем необязательно разогревать электроды. Как только светильник запустится, балласт L1 ограничит ток через лампу до рабочего уровня.

Если вы решили повторить эту схему, то обратите внимание на то, что конденсаторы должны быть бумажными неполярными, а диоды рассчитаны на обратное напряжение не ниже 300 В. В качестве балласта используется обычный дроссель, мощность которого равна мощности светильника

В случае если с дросселем совсем туго, но освещение нужно организовать любой ценой, можно в качестве балласта применить обычную лампочку накаливания, мощность которой равна мощности ЛДС. Но такая замена сильно снизит КПД всего устройства, а потому не всегда оправдана.

Следующий вариант светильника пригодится на тот случай, если в вашем распоряжении оказалось две однотипные ЛДС, у которых сгорело по одной спирали (обычно так и бывает). Для его реализации вам понадобятся дроссель, имеющий мощность вдвое большую, чем номинал каждой лампочки, и стандартный стартер на 220 В:

Включение двух ЛДС со сгоревшими спиралями

Здесь стартер подогревает по одной спирали в каждой лампе, которые включены последовательно. Этого вполне достаточно для пуска большинства газоразрядных приборов. Есть и еще одно применение такой схемы. Она удобна в том случае, если у вас нет двух дросселей на нужную мощность, зато есть один на удвоенную. Вполне очевидно, что в этой схеме будут работать и ЛДС с исправными спиралями.

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.

Схема включения люминесцентных ламп

Полезно рассмотреть способы подключения светильников, к которым можно прибегнуть при отсутствии того или иного элемента:

Без дросселя

Дроссель, представляющий собой индуктивное сопротивление, можно заменить сопротивлением активным. В этом качестве может использоваться обычная лампочка накаливания, имеющая ту же мощность, что и люминесцентный светильник. Последний нужно подключить к сети через выпрямитель из двух диодов и двух конденсаторов, на выходе которого получается двойное напряжение.

Схема подключение люминесцентных ламп без дросселя и стартера

После включения питания и до того, как в лампе возникнет дуговой разряд, на ее электроды будет подано двукратное напряжение сети, что приведет к зажиганию. После пробоя межэлектродного промежутка в лампе установятся рабочие ток и напряжение, при этом в работу включится лампа накаливания.

Отметим, что при таком подключении лампа зажигается без предварительного разогрева электродов, что очень негативно скажется на сроке ее службы.

Без стартера

Другое решение — запитать лампу через удваивающий выпрямитель и ввести в схему стабилитроны. До зажигания лампы двукратное напряжение на выходе выпрямителя будет удерживать стабилитроны в открытом положении, вследствие чего под этим же напряжением окажутся электроды лампы.

После ее розжига напряжение упадет и работа удвоителя станет невозможной. Соответственно, закроются стабилитроны и напряжение в лампе станет рабочим (ограничивается дросселем).

Как работает светодиодная лампа

Источником света в светодиодной лампе является светоизолирующий диод, состоящий из полупроводникового кристалла, имеющего два вывода (катод и анод) и оптической системы. Далее по тексту будет использована аббревиатура СД или LED.

При прохождении электрического тока через полупроводник в прямом направлении, носители заряда (электроны и дырки) осуществляют рекомбинацию. В результате этого происходит оптическое излучение фотонов (из-за перехода электронов на другой энергетический уровень).

Также в лампе находится драйвер (специальная микросхема), который обеспечивает питание светодиода. Радиатор (система охлаждения) собирает и выводит излишнее тепло. Рассеиватель минимизирует потери света.

Схематическое изображение светодиода

Выпускаемые светодиодные лампочки на 220В могут отличаться между собой внешним дизайном, но принцип внутреннего устройства сохраняется для всех моделей.

Излучение света в лампах выполняется светодиодами, число и размеры кристаллов которых может варьироваться в зависимости от мощности и возможностей охлаждения. Их цветовой спектр задается веществом, входящим в структуру каждого кристаллика.

Чтобы добраться до пускового драйвера, необходимо аккуратно снять защитную «юбочку» лампы. Под ней откроется печатная плата либо монтажная сборка из соединенных между собой радиоэлементов.

На входе драйвера расположен диодный мост, подключенный к электрическому цоколю лампы, контактирующему с патроном. Благодаря ему переменное питающее напряжение выпрямляется в постоянное, поступает на плату и через нее подается к светодиодам.

Чтобы лучше рассеять излучаемый поток и защитить кристаллы от прикосновений, а также избежать их контакта с посторонними предметами, снаружи устанавливается рассеивающее защитное стекло (прозрачная пластмассовая колба). Поэтому своим внешним видом они очень напоминают традиционные источники света.

Для вкручивания лампочки в патрон их цоколи выполняют стандартных размеров Е14, Е27, Е40 и т.д. Это позволяет использовать лед лампы в домашней сети, не прибегая к каким либо изменениям в электропроводке.

Как правильно подключить через выключатель

При подсоединении к выключателю также необходимо использовать стабилизатор напряжения, гасящий резистор. Сначала подключается нулевая фаза напрямую от распределительной коробки. После этого к светильнику подключается резистор, а затем к нему подсоединяется провод с основной фазой.

При такой последовательности подключения, если перепутать фазы, ничего серьезного не произойдет. Единственное, лампы будут под напряжением постоянно, а выключатель не будет исполнять свою функцию. Если последовательность поменять, и сначала подключать резистор к выключателю, то путаница фаз приведет к сгоранию ламп сразу же.