Влаштування електронного баласту для люмінесцентних ламп. Епра для лампи своїми руками Різновиди та принцип функціонування

29.07.2023

Занять, з достатнім світловим потоком і в той же час економічного, спонукало, можна навіть сказати, на деякі пошуки та пробу варіантів. Спочатку використовував звичайну невелику лампу прищіпку, поміняв її на маленький настільний люмінесцентний світильник, потім був 18-ватний люмінесцентний світильник «стельового - настінного» варіанта китайського виробництва. Останнє сподобалося найбільше, але кріплення безпосередньо самої лампи в арматурі було дещо занижено, буквально на два – три сантиметри, проте «для повного щастя» їх і не вистачало. Вихід знайшов у тому, щоб зробити те саме, але по своєму. Так як робота ЕПРА нарікань не викликала логічно було схему повторити.

Схема принципова

Це більшість даного ЕПРА, дросель і конденсатор у китайців сюди не ввійшли.

Власне сумлінно змальована з друкованої плати схема. Номінал електронних компонентів, що дозволяють це зробити, визначався не лише «на вигляд», але й за допомогою вимірів, з попереднім випаюванням компонентів із плати. На схемі номінал резисторів вказаний відповідно до кольорового маркування. Тільки щодо дроселя дозволив собі не розмотувати наявний для визначення кількості витків, а виміряв опір намотаного дроту (1,5 Ом при діаметрі 0,4 мм) - спрацювало.

Перше збирання на монтажній платі. Номінали компонентів підбирав скрупульозно, незважаючи на габарити та кількість, і був винагороджений – лампочка засвітилася з першого разу. Феритове кільце (10 х 6 х 4,5 мм) від енергозберігаючої лампочки, його магнітна проникність невідома, діаметр дроту котушок намотаних на нього 0,3 мм (без ізоляції). Перший пуск обов'язково через лампочку розжарювання в 25 Вт. Якщо вона горить, а люмінесцентна спочатку блимає і тухне - збільшуйте (поступово) номінал С4, коли все запрацювало і нічого підозрілого виявлено не було, і прибрав лампу розжарювання, то зменшив його номінал до початкового значення.

Певною мірою орієнтуючись на друковану плату першоджерела, намалював друк під наявний корпус і електронні компоненти.

Протруїв хустку і зібрав схему. Вже відчував момент, коли буду задоволений собою і радий буттю. Але схема, зібрана на друкованій платі відмовилася працювати. Довелося вникати та займатися підбором резисторів та конденсаторів. На момент установки ЕПРА за місцем експлуатації С4 мав ємність 3n5, С5 – 7n5, R4 опір 6 Ом, R5 – 8 Ом, R7 – 13 Ом.

Світильник «вписався» не тільки в дизайн, лампа, піднята догори, дала можливість комфортно користуватися поличкою всередині ніші секретера. Затишок у «приміщенні» наводив Babay.

Баласт для газорозрядної лампи (люмінесцентні джерела світла) застосовується для забезпечення нормальних умов роботи. Інша назва – пускорегулюючий апарат (ПРА). Існує два варіанти: електромагнітний та електронний. Перший відрізняється рядом недоліків, наприклад, шум, ефект мерехтіння люмінесцентної лампи.

Другий вид баласту виключає багато мінуси у роботі джерела світла цієї групи, тому й популярніший. Але поломки у таких приладах теж трапляються. Перед викиданням рекомендується перевірити елементи схеми баласту на наявність несправностей. Цілком реально самостійно виконати ремонт ЕПРА.

Різновиди та принцип функціонування

Головна функція ЕПРА полягає у перетворенні змінного струму на постійний. Інакше електронний баласт для газорозрядних ламп називається ще високочастотним інвертором. Один із плюсів таких приладів – компактність та, відповідно, невелика вага, що додатково спрощує роботу люмінесцентних джерел світла. А ще ЕПРА не створює шуму під час роботи.

Баласт електронного типу після підключення до джерела живлення забезпечує випрямлення струму та підігрів електродів. Щоб люмінесцентна лампа спалахнула, подається напруга певної величини. Налаштування струму відбувається в автоматичному режимі, що здійснюється за допомогою спеціального регулятора.

Така можливість виключає можливість появи мерехтіння. Останній етап відбувається високовольтний імпульс. Підпал люмінесцентної лампи здійснюється за 1,7 с. Якщо при запуску джерела світла має місце збій, тіло напруження моментально виходить із ладу (перегоряє). Тоді можна спробувати зробити ремонт своїми руками, для чого потрібно розкрити корпус. Схема електронного баласту виглядає так:

Основні елементи ЕПРА люмінесцентної лампи: фільтри; безпосередньо сам випрямляч; перетворювач; дросель. Схема забезпечує ще й захист від стрибків напруги джерела живлення, що виключає необхідність ремонту з цієї причини. Крім того, баласт для газорозрядних ламп реалізує функцію корекції коефіцієнта потужності.

За цільовим призначенням зустрічаються такі види ЕПРА:

для лінійних ламп;
баласт, вбудований у конструкцію компактних люмінесцентних джерел світла.

ЕПРА для люмінесцентних ламп поділяються на групи, відмінні за функціональністю: аналогові; цифрові; стандартні.

Схема підключення, запуск

Пускорегулюючий апарат підключається з одного боку до джерела живлення, з іншого – до освітлювального елемента. Потрібно передбачити можливість встановлення та кріплення ЕПРА. Підключення здійснюється відповідно до полярності проводів. Якщо планується встановити дві лампи через ПРА, використовується варіант паралельного з'єднання.

Схема виглядатиме так:

Група газорозрядних люмінесцентних ламп не може нормально працювати без пускорегулюючого апарату. Його електронний варіант конструкції забезпечує м'який, але водночас практично миттєвий запуск джерела світла, що додатково продовжує термін його служби.

Підпалювання та підтримка функціонування лампи здійснюється в три етапи: прогрів електродів, поява випромінювання в результаті високовольтного імпульсу, підтримка горіння здійснюється за допомогою постійної подачі напруги невеликої величини.

Визначення поломки та ремонтні роботи

Якщо спостерігаються проблеми в роботі газорозрядних ламп (мерехтіння, відсутність свічення), можна самостійно зробити ремонт. Але спочатку необхідно зрозуміти, в чому полягає проблема: у баласті чи освітлювальному елементі. Щоб перевірити працездатність ЕПРА, зі світильників видаляється лінійна лампочка, електроди замикаються і приєднується звичайна лампа розжарювання. Якщо вона спалахнула, проблема не в пускорегулювальному апараті.

В іншому випадку потрібно шукати причину поломки всередині баласту. Щоб визначити несправність люмінесцентних світильників, необхідно продзвонити всі елементи по черзі. Починати слід із запобіжника. Якщо один із вузлів схеми вийшов з ладу, необхідно замінити його аналогом. Параметри можна побачити на елементі, що згорів. Ремонт баласту для газорозрядних ламп передбачає необхідність навичок володіння паяльником.

Якщо із запобіжником все гаразд, далі слід перевірити на справність конденсатор та діоди, які встановлені у безпосередній близькості до нього. Напруга конденсатора не повинна бути нижчою за певний поріг (для різних елементів ця величина відрізняється). Якщо всі елементи ПРА в робочому стані, без видимих пошкоджень та продзвону також нічого не дав, залишилося перевірити обмотку дроселя.

У деяких випадках простіше купити нову лампу. Це доцільно зробити у разі, коли вартість окремих елементів вища за очікувану межу або за відсутності достатніх навичок у процесі паяння.

Ремонт компактних люмінесцентних ламп виконується за подібним принципом: спочатку розбирається корпус; перевіряються нитки розжарення, визначається причина поломки на платі ПРА. Часто трапляються ситуації, коли баласт повністю справний, а нитки розжарювання перегоріли. Полагодження лампи в цьому випадку зробити складно. Якщо в будинку є ще одне зламане джерело світла подібної моделі, але з неушкодженим тілом розжарення можна поєднати два вироби в одне.

Таким чином, ЕПР представляє групу вдосконалених апаратів, що забезпечують ефективну роботу люмінесцентних ламп. Якщо було помічено мерехтіння джерела світла або він взагалі не включається, перевірка баласту та його подальший ремонт дозволять продовжити термін служби лампочки.

Люмінесцентна лампа (ЛЛ) є скляною трубкою, заповненою інертним газом (Ar, Ne, Kr) з додаванням невеликої кількості ртуті. На кінцях трубки є металеві електроди для подачі напруги, електричне поле якого призводить до пробою газу, виникнення розряду, що тліє, і появі електричного струму в ланцюгу. Світіння газового розряду блідо-блакитного відтінку, у видимому світловому діапазоні, дуже слабке.

Але в результаті електричного розряду більша частина енергії переходить у невидимий, ультрафіолетовий діапазон, кванти якого, потрапляючи в склади фосфоровмісні (люмінофорні покриття) викликають світіння у видимій області спектру. Змінюючи хімічний склад люмінофора, одержують різні кольори свічення: для ламп денного світла (ЛДС) розроблені різні відтінки білого кольору, а для освітлення в декоративних цілях можна вибрати лампи іншого кольору. Винахід та масовий випуск люмінесцентних ламп – це крок уперед порівняно з малоефективними лампами розжарювання.

Навіщо потрібен баласт?

Струм у газовому розряді росте лавиноподібно, що призводить до різкого падіння опору. Для того, щоб електроди люмінесцентної лампи не вийшли з ладу від перегріву, послідовно включається додаткове навантаження, що обмежує величину струму, так званий баластник. Іноді щодо його позначення використовують термін дросель.

Використовуються два види баластників: електромагнітний та електронний. Електромагнітний баласт має класичну, трансформаторну комплектацію: мідний дріт, металеві пластини. В електронних баластниках (electronic ballast) застосовуються електронні компоненти: діоди, диністори, транзистори, мікросхеми.

Для початкового запалювання (пуску) розряду в лампі в електромагнітних пристроях додатково використовується пусковий пристрій - стартер. В електронному варіанті баластника ця функція реалізована рамках єдиної електричної схеми. Пристрій виходить легким, компактним і поєднується єдиним терміном – електронний пускорегулюючий апарат (ЕПРА). Масове застосування ЕПРА для люмінесцентних ламп зумовлене такими перевагами:

ці апарати компактні, мають невелику вагу;
лампи включаються швидко, але плавно;
відсутність мерехтіння та шуму від вібрації, оскільки ЕПРА працює на високій частоті (десятки кГц) на відміну від електромагнітних, що працюють від напруги з мережею з частотою 50 Гц;
зниженням теплових втрат;
електронний баласт для люмінесцентних ламп має значення коефіцієнта потужності до 0,95;
наявність кількох перевірених видів захисту, які підвищують безпеку використання та продовжують термін служби.

Схеми електронних баластів для люмінесцентних ламп

ЕПРА – це електронна плата, начинена електронними компонентами. Принципова схема включення (Рис. 1) та один із варіантів схеми баласту (Рис. 2) наведені на малюнках.

Люмінесцентна лампа, С1 та С2 – конденсатори

Електронні баласти можуть мати різне схемотехнічне рішення, залежно від застосованих комплектуючих. Випрямлення напруги здійснюється діодами VD4-VD7 і далі фільтрується конденсатором C1. Після подачі напруги починається заряджання конденсатора С4. При рівні 30 пробивається диністор CD1 і відкривається транзистор T2, потім включається в роботу автогенератор на транзисторах T1, T2 і трансформаторі TR1. Резонансна частота послідовного контуру з конденсаторів С2, С3, дроселя L1 та генератора близькі за величиною (45-50 кГц). Режим резонансу необхідний стійкої роботи схеми. Коли напруга на конденсаторі С3 досягне величини запуску, лампа запалюється. При цьому знижується регулююча частота генератора та напруги, а дросель обмежує струм.

Ремонт ЕПРА

У разі відсутності можливості швидкої заміни ЕПРА, що вийшов з ладу, можна спробувати відремонтувати баластник самостійно. Для цього вибираємо наступну послідовність дій для усунення несправності:

для початку перевіряється цілісність запобіжника. Ця поломка часто зустрічається через навантаження (перенапруги) в мережі 220 вольт;
далі проводиться візуальний огляд електронних компонентів: діодів, резисторів, транзисторів, конденсаторів, трансформаторів, дроселів;
у разі виявлення характерного почорніння деталі чи плати ремонт здійснюється за допомогою заміни на справний елемент. Як перевірити своїми руками несправний діод або транзистор, маючи звичайний мультиметр, добре відомо будь-якому користувачеві з технічною освітою;
може виявитися, що вартість деталей для заміни буде вищою або порівнянною з вартістю нового ЕПРА. У такому разі краще не витрачати час на ремонт, а підібрати близьку за параметрами заміну.

ЕПРА для компактних ЛДС

Порівняно нещодавно стали широко використовуватися в побуті енергозберігаючі люмінесцентні лампи, адаптовані під стандартні патрони для простих ламп розжарювання – Е27, Е14, Е40. У цих пристроях електронні баласти знаходяться всередині патрона, тому ремонт цих ЕПР теоретично можливий, але на практиці простіше купити нову лампу.

На фото показаний приклад такої лампи марки OSRAM потужністю 21 ват. Слід зазначити, що нині позиції цієї інноваційної технології поступово займають аналогічні лампи зі світлодіодними джерелами. Напівпровідникова технологія безперервно вдосконалюючись дозволяє швидкими темпами досягти ціни на ЛДС, вартість яких залишається практично незмінною.

Люмінесцентні лампи T8

Лампи T8 мають діаметр скляної колби 26 мм. Широко використовувані лампи T10 та T12 мають діаметри 31,7 та 38 мм відповідно. Для світильників зазвичай використовують ЛДС потужністю 18 Вт. Лампи T8 не втрачають працездатності при стрибках напруги живлення, але при зниженні напруги більш ніж на 10% запалення лампи не гарантується. Температура навколишнього повітря впливає на надійність роботи ЛДС T8. При мінусових температурах знижується світловий потік, і можуть відбуватися збої запалювання ламп. Лампи T8 мають термін служби від 9000 до 12000 годин.

Як виготовити світильник своїми руками?

Зробити найпростіший світильник із двох ламп можна наступним чином:

вибираємо відповідні за колірною температурою (відтінку білого кольору) лампи по 36 Вт;
виготовляємо корпус із матеріалу, який не спалахне. Можна використовувати корпус від старого світильника. Підбираємо ЕПРА під цю потужність. На маркуванні має бути позначення 2 х 36;
підбираємо до ламп 4 патрони з маркуванням G13 (зазор між електродами становить 13 мм), монтажний провід та саморізи;
патрони необхідно закріпити на корпусі;
місце установки ЕПРА вибирають з міркування мінімізації нагріву від ламп, що працюють;
патрони підключаються до цоколів ЛДС;
для захисту ламп від механічного впливу бажано встановити прозорий або матовий захисний ковпак;
світильник закріплюється на стелі та підключається до мережі живлення 220 В.