Люминесцентные лампы дневного света: какие бывают и как выбрать?

2 схемы бездроссельного включения ламп дневного света

Если вы все таки намерены собрать более сложную конструкцию, при помощи которой запускаются даже сгоревшие линейные светильники, то давайте рассмотрим и такие случаи.

Самый простейший вариант — это диодный мост с парой конденсаторов и подключенная последовательно в цепь в качестве балласта, лампочка накаливания. Вот схема такой сборки.

Главное
преимущество ее в том, что подобным образом можно запустить светильник не
только без дросселя, но и перегоревшую лампу, у которой вообще нет целых
спиралей на штырьковых контактах.

Для трубок
мощностью 18Вт подойдут следующие компоненты:

диодный мост GBU408

конденсатор 2нФ (до 1кв)

конденсатор 3нФ (до 1кв)

лампочка накаливания 40Вт

Для трубок в
36Вт или 40Вт емкости конденсаторов следует увеличить.  Все элементы соединяются вот таким образом.

После чего схемка подключается к лампе дневного света.

Вот еще одна
подобная бездроссельная схема.

Диоды подбираются с обратным напряжением не менее 1kV. Ток будет зависеть от тока светильника (от 0,5А и более).

Пусковая аппаратура

Современной промышленностью сегодня выпускается две основных разновидности люминесцентных ламп:

• в дополнение к которым необходимо приобретать стартер;
• с возможностью включения в схему с балластом, без пусковой аппаратуры;
• универсальные.

в дополнение к которым необходимо приобретать стартер;

с возможностью включения в схему с балластом, без пусковой аппаратуры;

универсальные.

Первый тип оборудования маркируется как Phs, второй — RS, третий — US. Иногда буквы, характеризующее способ пуска лампы, в шифре могут и отсутствовать. Это обозначает то, что стартер для данного оборудования — элемент обязательный.

Разновидности

Первоначально в качестве ПРА для люминесцентной лампы использовались электромагнитные дроссели (балласты) со стартерами. Этот комплект назывался электромагнитным пускорегулирующим аппаратом – ЭмПРА. Позже появились электронные аналоги ЭмПРА на транзисторах и микросхемах, выполняющие ту же функцию. Они получили название ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат), или просто «электронный балласт». Рассмотрим конструкцию и принцип работы этих пускорегулирующих устройств.

Нередко под ЭмПРА подразумевают только электромагнитный дроссель, что не совсем верно. ЭмПРА – это дроссель и стартер – два отдельных узла.

Электромагнитный

ЭмПРА – это обычный дроссель – катушка, намотанная на магнитопроводе, и газоразрядная малогабаритная лампочка со встроенными биметаллическими контактами (рабочими электродами).

Рассмотрим процессы, происходящие в светильнике с ЭмПРА. При включении в колбе стартера зажигается разряд, который нагревает электроды из биметалла. В результате электроды замыкаются и подключают к питающей сети через дроссель спирали электродов ЛЛ. При этом тлеющий разряд в колбе лампочки-стартера гаснет.

Спирали люминесцентной лампы разогреваются, их способность испускать электроны многократно увеличивается. После остывания контактов стартера они размыкаются. В результате на электродах ЛЛ появляется импульс высокого (до 1 кВ) напряжения, создаваемого самоиндукцией дросселя.

На схеме буквами обозначены:

• А – люминесцентная лампа.
• В – сеть переменного тока.
• С – стартер.
• D – биметаллические электроды.
• Е – искрогасящий конденсатор.
• F – нити накала катодов.
• G – электромагнитный дроссель (балласт).

Высокое напряжение пробивает газовый промежуток. В колбе ЛЛ начинается разряд. При этом ртуть переходит в парообразное состояние, сопротивление газового промежутка резко падает. Чтобы разряд не перешел в неуправляемый дуговой, ток через лампу ограничивается дросселем с большим индуктивным сопротивлением. Поэтому его называют балластом.

Электронный

Внешне электронный балласт для люминесцентных ламп похож на электромагнитный. У него серьезные конструктивные отличия и другой принцип работы.

Как видно на фото, в электронном балласте много радиоэлементов. Рассмотрим типовую структурную схему ЭПРА и узнаем, как он работает.

Переменное сетевое напряжение проходит через фильтр электромагнитных помех, выпрямляется, сглаживается и подается на инвертор. Задача инвертора – обеспечить напряжение для работы ЛЛ. Сформированное инвертором напряжение через схему ограничения тока (балласт) подается на лампу. Схема запуска служит только для пуска ЛЛ. После выполнения своей функции в дальнейшей работе она не участвует.

Узлы инвертора, балласта и пуска на структурной схеме разделены условно. Часто функции балласта выполняет инвертор, дополнительно являющийся стабилизатором тока. В некоторых схемах он играет роль стартера, самостоятельно принимая решение о подогреве спиралей лампы и о подаче на них запускающего высоковольтного импульса.

Более простые схемы запуска представляют собой обычный конденсатор, образующий со спиралями и выходными дросселями колебательный контур. Последний настроен на частоту работы инвертора. Возникающий при погашенной лампе резонанс повышает напряжение на электродах лампы до единиц и даже десятков киловольт и зажигает разряд в колбе без предварительного подогрева спиралей (холодный пуск).

Что даёт такая схема? Прежде всего, мерцание. Обычный электромагнитный дроссель питает лампу переменным током частотой 50 Гц. Люминофор имеет малую инерционность и в промежутках между полуволнами заметно теряет яркость свечения. В результате люминесцентная лампа заметно мерцает. Это плохо для зрения.

Особенно заметно мерцание на изношенных лампах, люминофор которых теряет свойства инерционности.

Инвертор, питающий ЛЛ, работает на частотах десятка и даже сотни кГц. При этом инерционности люминофора достаточно, чтобы «переждать» паузы между питающими импульсами без заметной потери яркости. То есть благодаря ЭПРА у люминесцентной лампы малый коэффициент пульсаций.

Далее электронная схема обеспечивает стабильным питанием лампу, даже если сетевое напряжение отличается от номинального. К примеру, ЭПРА POSVET (фото см. выше) позволяет работать ЛЛ при напряжении в сети от 195 до 242 В. У лампы, подключённой через ЭмПРА, при таких напряжениях либо сократится срок эксплуатации, либо она не запустится.

Важность использования люминесцентных ламп

LL получили распространение благодаря многочисленным преимуществам, а именно:

• высокая светоотдача (ЛДС мощностью 10 Вт обеспечивает освещенность, сопоставимую с лампой накаливания мощностью 50 Вт);
• широкий спектр излучаемых светлых оттенков;
• полное рассеивание света.

Гарантированная продолжительность LDS составляет 2 тысячи часов против 1 тысячи часов для ламп накаливания.

Недостатки люминесцентных приборов:

• химическая опасность (LDS содержит до 1 г ртути);
• неравномерный спектр, неприятный человеческому глазу;
• мерцание лампы с удвоенной частотой от сети;
• мощность LL не обеспечивает высокий коэффициент.
• постепенное разрушение люминофорного слоя, что приводит к ослаблению освещения;
• наличие механизма, регулирующего его запуск;

Что такое люминесцентная лампа

Низкий КПД традиционных ламп накаливания долго был головной болью производителей электрооборудования. Проблема экономии энергии становилась все более актуальной и в 1936 году было предложено решение. В России появились особые газоразрядные приборы, способные сочетать освещение с экономией электроэнергии.

Люминесцентная лампа – это конструкция из колбы с помещенными внутрь электродами. Форма может быть любой, на работу влияет только состав газа. После подачи напряжения между электродами запускается процесс эмиссии электронов, который и создает излучение.

Рисунок 1. Люминесцентный источник освещения

Однако получаемое на этом этапе излучение находится в ультрафиолетовом диапазоне и не видно человеческому глазу. Чтобы свет стал видимым, колба сверху покрывается специальным составом — люминофором.

Внутри колбы находится инертный газ или пары ртути для поддержания тлеющего разряда между электродами. Инертный газ безопасный вариант, поскольку не вступает ни в какое взаимодействие с окружающим пространством. А вот приборы с парами ртути крайне опасны

Устройства с подобным содержимым необходимо утилизировать по всем правилам, а также соблюдать осторожность при обращении с колбами

Конструкция

В общем случае компактная люминесцентное устройство состоит из колбы, электронной платы и цоколя.

Устройство люминесцентного осветительного прибора

Герметичная стеклянная трубка

Колба полого типа (или герметичная изогнутая стеклянная трубка), которая подключается своими выводами к электронной плате.

Виды колб

Инертный газ внутри нее и ртутные пары

Такая трубка на заводе заполнены специальными газами (пары ртути, аргона и прочими газами)

Такие газы очень опасны для человека при повреждении устройства и важно соблюдать осторожность при использовании люминесцентных энергосберегающих устройств

Слой люминофора

Корпус газоразрядного устройства покрыт специальным составом — люминофором (смесь галофосфата кальция и других элементов).

Электрический разряд создает в колбе с парами ртути ультрафиолетовое излучение, которое с помощью люминофора изменяется в видимый световой поток.

Электронная плата

Электронная плата в газоразрядных приборах является важным составляющим звеном и от качества её сборки зависит срок службы и качество её свечения. Конструктивно такая плата состоит из:

• Терморезистора — элемент, который обеспечивает плавный старт устройства и способствует прогреву спиралей лампы без мигания.
• Пускового конденсатора — элемент, который непосредственно запускает прибор.
• Фильтров — предохраняют электронную плату от помех;
• Ёмкостного фильтра — уменьшает пульсации и исключает мерцание прибора;
• Токоограничивющего дросселя — стабилизирует устройство и ограничивает ток;
• Плавкого предохранителя — защищает устройство и отключает лампу при перегрузке;

Вам это будет интересно Особенности патронов для лампочек

Принцип работы

На динистор подается напряжение, которое формирует импульс. Этот импульс поступает на транзистор и приводит к его открытию. Как только запуск произведен, то цепь закрывается диодным мостом, конденсатор заряжается и повторного открытия не происходит.

Транзистор действует на трансформатор с несколькими обмотками и с ферритовым сердцевиком. На нити трансформатора подается напряжение и появляется свечение в колбе. При этом напряжение достигает высокого значения (до 600 В).

Когда инертный газ в колбе будет полностью ионизован, то напряжение уменьшается до достаточного для поддержания свечения лампы, что обеспечивает энергосберегающие свойства осветительного прибора.

Выбор осветительного прибора

Назначение и устройство ЭПРА

В настоящее время устаревшую аппаратуру сменили ЭПРА для люминесцентных ламп, представляющие собой электронные пускорегулирующие устройства. Они обеспечивают мгновенное включение лампы, могут работать практически с любым питающим напряжением, у них отсутствуют недостатки, характерные для старой ПРА. Люминесцентные лампы относятся к типу газоразрядных источников света. Стандартная конструкция включает в себя стеклянную трубку, наполненную инертным газом и ртутными парами, а также электроды в виде спиралей, расположенные по краям. Здесь же расположены контактные выводы, по которым поступает электрический ток.

Принцип действия таких ламп заключается в люминесценции газов, когда по ним проходит электроток. Обычного тока между электродами недостаточно, для того чтобы образовался тлеющий разряд. Поэтому спирали вначале разогреваются током, пропущенным через них, а затем происходит подача импульса с напряжением 600 В и выше. В результате, с разогретых спиралей начинается эмитация электронов, которые совместно с высоким напряжением образуют тлеющий разряд. В дальнейшем ток и напряжение должны поддерживаться на определенном уровне, обеспечивающем нормальное функционирование лампы. По такому же принципу работают компактные или энергосберегающие люминесцентные лампы. Они отличаются от стандартных изделий только размерами и формами.

Питание всех типов ламп осуществляется через пускорегулирующий аппарат, называемый также балластом. В старых изделиях применялся электромагнитный балласт или ЭмПРА. В его конструкцию входили дроссель и стартер. Данные устройства обладали низким КПД, световой поток получался пульсирующий, сопровождаемый сильным гудением. Во время работы в сети возникали серьезные помехи. В связи с этим, производители постепенно отказались от ЭмПРА и перешли на более современные и удобные электронные устройства (ЭПРА). Конструкция электронной пускорегулирующей аппаратуры выполнена в виде платы с расположенным на ней высокочастотным преобразователем. В данных устройствах отсутствуют недостатки, характерные для ЭмПРА, поэтому работа лампы стала более устойчивой. Она обеспечивает выдачу увеличенного светового потока и служит значительно дольше.

Стандартная схема электронного балласта включает в себя следующие детали:

• Диодный мост;
• Генератор высокой частоты на основе полумостового преобразователя. В более дорогих изделиях используется ШИМ-контроллер;
• Динистор DB3, применяемый в качестве пускового порогового элемента и рассчитанный на напряжение 30 вольт;
• Силовая LC-цепь для розжига тлеющего разряда.

Кратко об особенностях работы ламп

Строение люминесцентной лампы

Каждый из таких приборов является герметичной колбой, наполненной специальной смесью газов. При этом смесь рассчитана таким образом, чтобы на ионизацию газов уходило гораздо меньшее по сравнению с обыкновенными лампами накаливания количество энергии, что позволяет заметно экономить на освещении.

Чтобы люминесцентная лампа постоянно давала свет, в ней должен поддерживаться тлеющий разряд. Для обеспечения такового осуществляется подача требуемого напряжения на электроды лампочки. Главная проблема заключается в том, что разряд может появиться только при подаче напряжения, существенно превышающего рабочее. Однако и эту проблему производители ламп с успехом решили.

Люминесцентные лампы

Электроды установлены по обеим сторонам люминесцентной лампы. Они принимают напряжение, благодаря которому и поддерживается разряд. У каждого электрода есть по два контакта. С ними соединяется источник тока, благодаря чему обеспечивается прогревание окружающего электроды пространства.

Таким образом, люминесцентная лампа зажигается после прогрева ее электродов. Для этого они подвергаются воздействию высоковольтного импульса, и лишь затем в действие вступает рабочее напряжение, величина которого должна быть достаточной для поддержания разряда.

Сравнение ламп

Световой поток, лм	Светодиодная лампа, Вт	Контактная люминисцентная лампа, Вт	Лампа накаливания, Вт
50	1	4	20
100	5	25
100-200	6/7	30/35
300	4	8/9	40
400	10	50
500	6	11	60
600	7/8	14	65

Под воздействием разряда газ в колбе начинает излучать ультрафиолетовый свет, невосприимчивый человеческим глазом. Чтобы свет стал видимым человеку, внутренняя поверхность колбы покрывается люминофором. Это вещество обеспечивает смещение частотного диапазона света в видимый спектр. Путем изменения состава люминофора, меняется и гамма цветовых температур, благодаря чему обеспечивается широкий ассортимент люминесцентных ламп.

Как подключить люминесцентную лампу

Лампы люминесцентного типа, в отличие от простых ламп накаливания, не могут просто включаться в электрическую сеть. Для появления дуги, как отмечалось, должны прогреться электроды и появиться импульсное напряжение. Эти условия обеспечиваются при помощи специальных балластов. Наибольшее распространение получили балласты электромагнитного и электронного типа.

Цены на люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы

Это интересно: Какой мощности выбрать лампу для освещения аквариума — рассказываем все нюансы

Компактные люминесцентные лампы

Хотя современные линейные люминесцентные лампы имеют множество достоинств, однако для использования в быту они не подходят, так как имеют большие габариты и ограничивают возможности дизайна в квартире. Благодаря техническому прогрессу, появилась возможность трубки линейных ламп изгибать в любую форму и сделать электронный балласт малогабаритным. Запатентована компактная люминесцентная лапа была в 1984 году. Размер компактной лампочки стал соизмерим с лампочками накаливания, и появилась возможность заменять последние без переделки светильников. Совсем недавно компактные лампочки называли энергосберегающими лампами, но с появлением светодиодных ламп, это название стало не соответствовать действительности.

Принцип работы компактной лампы не отличается от принципа работы линейной люминесцентной лампы. Так же на концах трубки имеются две нити накала, между которыми при приложении напряжения возникает дуговой разряд, излучающий ультрафиолетовые волны, под действием которых люминофор начинает светиться.

Срок службы компактной лампы

Срок службы компактных ламп по данным производителей составляет 8000 часов и существенно сокращается от нестабильности питающего напряжения в сети, частотой включения-выключения лампы, работой в условиях пониженной или повышенной температуры окружающей среды. Как показала практика, чаще всего компактные лампы выходят из строя по причине перегорания нитей накала. Второе место занимает отказ радиоэлементов в схеме электронного балласта.

Конструкция компактной лампы

Конструкция компактной лампы представляет собой две чашки из термостойкой пластмассы, в одной закреплена трубка, а на другой установлен цоколь. Компактные лампы, как и лампы накаливания, выпускаются с , это позволяет вкручивать их в существующие светильники вместо ламп накаливания. В полости чашек находится печатная плата, на которой размещена схема пускорегулирующего устройства. Такая конструкция позволяет разобрать лампу, проверить целостность нитей накала и в случае их исправности отремонтировать электронику. Если нить накала в обрыве, то лампа подлежит утилизации.

Часть потребляемой компактной лампочкой мощности теряется и выделяется в схеме пускорегулирующего устройства в виде тепла. Так как в чашках перфорация для циркуляции воздуха для охлаждения отсутствует, то радиоэлементам приходится работать в области предельной температуры. Эти условия существенно снижают срок службы радиоэлементов, особенно высоковольтного электролитического конденсатора. Таким образом, выход из строя радиоэлементов является одной из причин перегорания нитей накала лампы.

Выше приведена типовая электрическая схема пускорегулирующего устройства. Качественное пускорегулирующее устройство должно зажигать лампу спустя 0,5-1 секунду после ее включения, то есть, когда нити накала уже разогрелись. Такой режим включения существенно продлевает срок службы нитей накала и как следствие, самой лампы.

Цветовая температура компактной лампы

В продаже представлены компактные люминесцентные лампы цветовых температур 2700°K, 3300°K, 4200°K, 5100°K, 6400°K. Чем выше число, тем белее излучаемый свет. Лампа с цветовой температурой 2700°K излучает свет, как лампа накаливания, 4200°K светит теплым белым цветом, а 6400°K холодным белым. Восприятие человеком света зависит от времени суток. В дневное время лучше воспринимается белый свет, а в вечернее и ночное – с желтым оттенком, как светит лампа накаливания. Этот факт надо учитывать при выборе компактной лампы.

В настоящее время компактные лампы, еще не успев вытеснить из эксплуатации лампы накаливания, уже морально устарели. На смену им пришли светодиодные лампы, многократно превосходящие по техническим характеристикам люминесцентные лампы.

Заключение

Несмотря на обилие моделей, которые можно встретить в быту, заменить их все можно и своими руками. Главное – соблюдать технику безопасности как при изъятии старой лампы, так и при ее вкручивании. Будьте аккуратны, не сдавливайте стекло и не усердствуйте с тонкими и хрупкими деталями светильников и галогенных ламп – нанесенный ущерб может быть опасен для вашего здоровья.

Инструкция

Перед началом работы убедитесь в том, что питание лампы отключено. Снимите прозрачную декоративную крышку, затем извлеките лампу из удерживающих ее патронов. Сделать это можно двумя способами, в зависимости от используемых патронов. В первом случае лампу надо немного повернуть вокруг оси, ее контакты выйдут из клемм, и лампа окажется у вас в руках. Во втором случае необходимо прижать лампу вдоль оси до упора вправо или влево. Подпружиненный патрон позволит ей немного сдвинуться, при этом контакты лампы с другой стороны выйдут из патрона.

Не торопитесь выбрасывать погасшую лампу, она может еще быть работоспособной. Проверьте тестером обе нити накаливания лампы на обрыв . У неисправной лампы одна нить обычно целая (ее сопротивление около 10 Ом), вторая сгоревшая. Если обе нити целые, причиной неисправности, скорее всего, является стартер – небольшой круглый алюминиевый «стаканчик», вставляемый в специальный патрон. Верните лампу на место и замените стартер заведомо исправным, затем подайте питание. Если лампа загорелась, неисправность найдена и устранена.

В том случае, если лампа все равно не горит, тогда может быть неисправен дроссель, конденсатор или электронный блок управления. Неисправный дроссель следует заменить, он не подлежит ремонту (хотя радиолюбители иногда перематывают сгоревшие дроссели). Электронный блок управления можно попробовать починить , проверив тестером его детали.

Если снятая лампа цела, но потемнела возле цоколей, это свидетельствует о близости окончания ее срока службы. В том случае, если лампа дневного света моргает, ее следует заменить, так как она выработала свой ресурс.

Любой люминесцентный светильник представляет собой сложное устройство, которое имеет много конструктивных элементов и большое количество контактов. Часто возникает необходимость замены лампы в таком светильнике.

Инструкция

Учтите, что вынимать люминесцентную лампу из патрона необходимо с большой осторожностью. В противном случае можно легко повредить цоколь или же разбить стекло лампы. В таких лампах находятся пары ртути, которые очень токсичны

В таких лампах находятся пары ртути, которые очень токсичны

Они могут нанести большой вред организму человека. Особенностью эксплуатации таких ламп является наличие в схеме включения вспомогательной аппаратуры – дросселя и стартера. Если не происходит зажигание лампы, то нужно в первую очередь проверить исправность электросети, а также отдельных элементов схемы включения лампы

В таких лампах находятся пары ртути, которые очень токсичны. Они могут нанести большой вред организму человека . Особенностью эксплуатации таких ламп является наличие в схеме включения вспомогательной аппаратуры – дросселя и стартера . Если не происходит зажигание лампы, то нужно в первую очередь проверить исправность электросети, а также отдельных элементов схемы включения лампы.

Люминесцентную лампу необходимо эксплуатировать в нормальных условиях . Должно быть бесперебойное напряжение в питающей сети и благоприятная температура окружающего воздуха. Стоит отметить, что характер газового разряда в большей степени зависит от величины давления газа, а также , в которых происходит разряд. Если произойдет понижение температуры, то давления паров в лампе будет падать. Из-за этого процесс зажигания, а также горения будет ухудшаться. Люминесцентная лампа может быть использована только при температуре от 20 до 25°С. Даже если электросеть и все ее элементы исправны, лампа может не зажигаться. Причина может быть в температуре окружающей среды. Зажигаются такие лампы обычно не сразу, а после нескольких срабатываний стартера. Полное зажигание обычно происходит за 15 секунд. Если в течении этого времени лампа не загорится, то стоит искать причину, которая может быть как в самой лампе, так и в отдельных элементах схемы включения.

Усовершенствование освещения путем замены люминесцентных ламп на светодиодные дает экономию электроэнергии в два-три раза. Отсутствие мерцаний светодиодных ламп, и почти естественный спектр светового потока, освещение светодиодами не утомляет глаза.

Замена люминесцентных ламп на светодиодные