Все люминесцентные лампы имеют в конструкции элемент, ограничивающий силу тока — дроссель, или балласт. Он стабилизирует сеть от неконтролируемого нарастания показателей, исключая пульсации.
Что такое дроссель
Дроссель представляет собой катушку индуктивности (если быть точным в терминах, то в данном случае индуктивную катушку), расположенную на ферромагнитном сердечнике (обычно из магнитомягкого сплава). Эта катушка, как любой проводник, обладает омическим сопротивлением, а также реактивным сопротивлением индуктивного характера, которое проявляется в цепях переменного тока. Конструкция дросселя (балласта) такова, что реактивное сопротивление преобладает над активным. Вся конструкция помещена в корпус из металла или пластика.
Классификация дросселей
В люминесцентных лампах применяются дроссели электронного или электромагнитного типа (ЭмПРА). Оба вида обладают своими особенностями.
Электромагнитный дроссель представляет собой катушку с металлическим сердечником и обмоткой из медного или алюминиевого провода. Диаметр провода влияет на функциональность светильника. Модель достаточно надежна, однако потери мощности до 50% ставят под сомнение ее эффективность.
Лампы с электромагнитными дросселями дешевые и не требуют специальной настройки перед использованием. Но они чувствительны к перепадам напряжения и даже незначительные колебания могут привести к мерцаниям или неприятному гудению.
Электромагнитные конструкции не синхронизируются с частотой сети. Это приводит к появлению вспышек непосредственно перед зажиганием лампы. Вспышки практически не мешают комфортно использовать светильник, однако негативно воздействуют на пускорегулирующий аппарат.
Несовершенство электромагнитных технологий и значительные потери мощности при их использовании приводят к тому, что на смену таким приборам приходят электронные пускорегулирующие аппараты.
Электронные дроссели конструктивно сложнее и включают в себя:
- Фильтр для устранения электромагнитных помех. Эффективно гасит все нежелательные колебания внешней среды и самой лампы.
- Устройство для изменения коэффициента мощности. Контролирует сдвиг переменного тока по фазе.
- Сглаживающий фильтр, снижающий уровень пульсаций переменного тока в системе.
- Инвертор. Преобразовывает постоянный ток в переменный.
- Балласт. Катушка индукции, которая подавляет нежелательные помехи и плавно регулирует яркость свечения.
Иногда в современных ЭПРА можно встретить встроенную защиту от перепадов напряжения.
Для чего он нужен
Любой дроссель выполняет функции последовательного резистора. Однако в отличие от обычного сопротивления он обеспечивает лучшую фильтрацию без пульсаций переменного тока или гудения электроприбора.
В современной технике используются две конфигурации питания: конденсаторная и дроссельная. В первом случае дроссель не обязателен для подачи напряжения, однако в качестве дополнительного фильтра ему нет равных.
Как подбирать электромагнитный дроссель
При выборе электромагнитного дросселя обращайте внимание на параметры:
- Рабочее напряжение. Для стандартных домашних сетей требуются устройства на 220 – 240 В с частотой 50 Гц.
- Мощность. Должна соответствовать мощности лампы. Если требуется подключить две или более лампы, мощность дросселя должна соответствовать сумме их мощностей.
- Ток. Допустимый показатель указывается в Амперах на корпусе.
- Коэффициент мощности. Желательно подбирать устройства с максимальными значениями параметра. Для ЭмПРА он обычно не превышает 0,5, так что потребуется дополнительный конденсатор.
- Рабочая температура. Диапазон температур окружающей среды и дросселя, при котором все элементы оставются исправными.
- Энергетическая эффективность. Определяется классом в соответствии с принятой градацией. Для ЭмПРА характерны средние классы B1 и B2.
- Параметры конденсатора. Рабочее напряжение и емкость конденсатора, который подключается параллельно к питающей сети.
Как происходит запуск и работа ламп
Люминесцентная лампа, в отличие от обычной, включается в сеть не напрямую. Это связано с ее устройством и принципом работы.
Для ее зажигания надо:
- обеспечить эмиссию электронов из катодов, выполненных в виде нитей накаливания;
- ионизировать межэлектродный промежуток, заполненный парами ртути, с помощью высоковольтного импульса.
Дальше работа лампы будет продолжаться до снятия питания за счет дугового разряда между электродами. В исходном положении выключатель питания разомкнут, контакты стартера также разомкнуты.
В первый момент, после подачи напряжения на схему небольшой ток (в пределах 50 мА) течет по цепи дроссель – нить 1 лампы – тлеющий разряд в колбе стартера – нить 2 лампы. За счет этого слабого тока нагреваются и замыкаются контакты стартера, и ток течет через нити накаливания, нагревая их и создавая эмиссию электронов.
Этот ток ограничивается сопротивлением дросселя. Без такого ограничения нити накаливания сгорят от сверхтока.
После остывания контактов стартера они размыкаются. За счет разрыва цепи с большой индуктивностью формируется импульс напряжения (до 1000 вольт), который ионизирует разрядный промежуток между двумя нитями лампы. Через ионизированный газ начинает течь ток, который вызывает свечение паров ртути. Это свечение инициирует зажигание люминофора. Этот ток также ограничивается комплексным сопротивлением стартера. А стартер на дальнейшую работу светильника влияния не оказывает.
Очевидно, что стартер играет в процессе работы светильника важную роль:
- ограничивает ток при разогреве нитей лампы;
- формирует зажигающий импульс высокого напряжения;
- ограничивает ток газового разряда.
Для выполнения этих функций балласт должен обладать достаточной индуктивностью, чтобы создать положенное реактивное сопротивление переменному току и чтобы сформировать высоковольтный импульс за счет явления самоиндукции.
В некоторых случаях стартер не может с первого раза зажечь газ в колбе лампы и повторяет процедуру подачи тока около 5-6 раз. При этом наблюдается эффект моргания при включении.
Дроссель помогает избавиться от этого эффекта. Он превращает переменное низкочастотное напряжение бытовой сети в постоянное, а затем инвертирует его обратно в переменное, но уже на высокой частоте и пульсации исчезают.
Схема подключения к лампе
Схема подключения проста: цепь с последовательно соединенным дросселем и лампой. Система подключается к сети 220 В на частоте 50 Гц. Дроссель выполняет функции корректировщика и стабилизатора напряжения.
Неполадки дросселя и их диагностика
Люминесцентные лампы иногда выходят из строя. Причины разные: от заводского брака до неправильной эксплуатации. В ряде случаев ремонт можно сделать своими силами и простыми инструментами.
Рекомендуем к просмотру: Ремонт электронного балласта люминесцентной лампы
Перед ремонтом необходимо точно идентифицировать узел поломки. Для этого лампу и всю сопутствующую аппаратуру придется разобрать.
Необходимые инструменты:
- набор отверток с полностью изолированными рукоятками;
- монтажный нож;
- кусачки;
- пассатижи;
- мультиметр;
- индикаторная отвертка;
- моток медного провода (сечением от 0,75 до 1,5 мм²).
Дополнительно может потребоваться новый стартер, исправная лампа или дроссель. Все зависит от того, какой именно узел вышел из строя.
Наиболее распространенные проблемы:
- Лампа не включается и не реагирует на стартер. Причина может быть в любом из элементов, поэтому нужно поменять сначала стартер, затем лампу, попутно проверяя работоспособность схемы. Если не помогло, значит проблема в дросселе.
- Наличие в колбе небольшого разряда в виде змейки говорит о неконтролируемом возрастании тока. Причина неисправности точно в дросселе, который надо заменить. Иначе лампа быстро перегорит.
- Пульсации и мерцания во время работы. Замените последовательно сначала лампу, затем стартер. Чаще виновником оказывается дроссель, который перестает стабилизировать напряжение.
Обычно неисправность дросселя устраняется его заменой. Однако при желании можно разобрать элемент и попытаться восстановить работоспособность. Здесь нужны серьезные познания в электротехнике и много времени. Учитывая небольшую стоимость нового дросселя, это нецелесообразно.
