Что такое дроссель для ламп

Дроссель для люминесцентных ламп: зачем нужен, принцип работы

Важным условием комфортного проживания современного человека является качественное освещение. Существует несколько видов электрических источников света. Одним из экономичных источников являются люминесцентные лампы (ЛЛ). Хотя такие излучатели и проигрывают по некоторым параметрам светодиодным устройствам, тем не менее, они широко используются как на производстве, так и в быту.

Принцип работы

В классическом виде ЛЛ (люминесцентная лампа) представляет собой стеклянную трубку с нанесенным на ее внутреннюю поверхность люминофором. Внутри трубки при пониженном давлении помещают инертный газ, смешанный с парами ртути. На концах изделия впаиваются электроды (катоды) из вольфрама.

В рабочем состоянии после пробоя газа высоким напряжением через лампу протекает ток, в результате воздействия которого появляется невидимое для человеческого глаза УФ излучение. Под воздействием этого излучения люминофор генерирует световой поток в видимом диапазоне, цветовые оттенки которого может меняться в зависимости от типа люминофора.

Ток при газовом разряде меняется лавинообразно и для его ограничения используется последовательно включенная нагрузка.

Примечание! Для запуска и поддержания рабочего режима ЛЛ используется специальная пускорегулирующая аппаратура (ПРА). Такая аппаратура часто называется балластом.

Виды ПРА

В качестве балласта могут быть использованы как электромагнитные устройства (дроссель, стартер), так и электронные приборы (ЭПРА).

Электромагнитные ПРА существует многие годы и постепенно вытесняются новыми электронными устройствами созданными на новой элементной базе. Каждая из этих видов аппаратуры имеют свои достоинства и недостатки.

ПРА электромагнитного типа

Электрическая схема питания ЛЛ с использованием обычной ПРА приведена на рис. 1.

Стартер представляет собой устройство, предназначенное для кратковременного автоматического включения и выключения электроцепи.

Существуют различные конструкции стартеров – тлеющего разряда, тепловые, электронные, электромагнитные. Наиболее распространенными являются стартеры тлеющего разряда, в которых используются биметаллические пластины.

Такие пластины при возникновении в стартере тлеющего разряда нагреваются и замыкают цепь. После замыкания разряд прекращается, электроды остывают и размыкаются. Параметры стартера выбираются таким образом, чтобы напряжение тлеющего разряда было выше рабочего напряжения ЛЛ и ниже минимального сетевого напряжения.

Цены на стартер для люминесцентных ламп

Дроссель представляет собой обычную катушку индуктивности, намотанную на сердечник. Для предотвращения появления в сердечнике вихревых токов он собран из отдельных тонких пластин. Допустимая мощность дросселя должна соответствовать мощности ЛЛ. В противном случае лампа не включится.

При кратковременном замыкании стартера через электроды ЛЛ проходит большой ток, нагревающий нити этих электродов. и вызывающий термоэлектронную эмиссию. В результате этой эмиссии около электродов образуются электронные облачка, способствующие пробою и появлению разряда.

При размыкании контактов стартера согласно явлению самоиндукции в цепи генерируется мощный импульс напряжения, величина которого пропорциональна индуктивности дросселя. Под действием этого импульса происходит пробой газа и возникает тлеющий разряд, который может перейти в дуговой. Но наличие балансного сопротивления в виде дросселя ограничивает величину протекающего через прибор тока.

Таким образом, дроссель играет двойную роль:

На рис.1 компенсирующий конденсатор С1, включенный на входе схемы питания ЛЛ, предназначен для повышения коэффициента мощности (cos φ ). Для уменьшения влияния радиопомех параллельно контактам стартера включен конденсатор небольшой емкости (С2). Этот конденсатор позволяет также изменить переходный процесс в схеме и увеличить мощность импульса напряжения.

Электронный балласт (ЭПРА) является сложным устройством со множеством электронных элементов. Блок – схема такого устройства приведена на рис. 4.

Основное отличие ЭПРА от обычного ПРА – это наличие инвертора, который с помощью транзисторных ключей преобразует сетевое напряжение 50 Гц в напряжение с частотой в 30- 40 кГц. Благодаря этому уменьшаются размеры и габариты этого устройства. При включении схемы происходит прогрев катодов ЛЛ, образование вблизи них электронных «облаков», а на конденсаторе, включенном параллельно лампе, возникает резонансное напряжение около 600 В, которого достаточно для поджига лампы.

После включения ЛЛ напряжение на ней падает до рабочего, а ток ограничивается балансным дросселем.

Достоинства и недостатки

Сравнительные характеристики двух видов ПРА приведены в таблице.

Цены на Электронные ПРА для люминесцентных ламп

Ремонт

При выходе из строя светильника с ЛЛ, питаемого с помощью ПРА, наряду с другими элементами схемы необходимо проверить работоспособность дросселя. При этом возможны следующие неисправности:

Для проверки дросселя надо собрать схему, приведенную на рис. 6.

При включении схемы возможны три варианта – лампа горит, лампа не горит, лампа моргает.

В первом случае, по-видимому, в дросселе имеется короткое замыкание. Во втором случае, очевидно, имеется обрыв в обмотке. В третьем случае, возможно, что дроссель цел и надо искать неисправность в другом элементе схемы. Для полной уверенности необходимо дать схеме поработать в течение 0,5 часа. Если при этом окажется, что дроссель сильно нагрелся, то это свидетельствует о замыкании между витками обмотки.

Запуск ЛЛ без дросселя

Схемы для включения ЛЛ без дросселя, как правило, представляют собой источник питания постоянного тока в виде умножителя. Одна из схем такого источника приведена на рис.7. В качестве ограничителя тока в схеме используется обыкновенная лампа накаливания.

В такой схеме напряжение на ЛЛ достигает 700 В приблизительно за 25 мс.

Сравнение дросселей для различных типов ламп

Дроссели применяются в газоразрядных лампах различного типа. В любом случае они служат для ограничения рабочего тока светильника. При этом такие дроссели не всегда взаимозаменяемы.

Так лампы Днат и ДРЛ работают в режиме дугового разряда, тогда как ЛЛ работают при тлеющем разряде. Разные режимы работы требуют разных характеристик дросселей. Кроме того, отличие состоит в том, что дроссель в качестве источника напряжения для поджига используется только в ЛЛ.

Примечание! В лампах Днат для запуска применяется специальное импульсное устройство (ИЗУ), а лампы ДРЛ запускаются непосредственно от сети 220 В.

Цены на дроссель для люминесцентных ламп

Видео – Проверка дросселя лампы дневного света

Источник

Какое значение имеет дроссель в люминесцентных лампах

Дроссель для люминесцентных ламп – это обязательное устройство для нормального функционирования осветительного прибора. Разобравшись в принципе работы такого приспособления можно правильно подключить светильник к электрической цепи самостоятельно.

Для чего нужен?

Люминесцентная лампа не может работать по принципу простой лампы накаливания. Чтобы обеспечить ее функционирование необходимо дополнительное устройство, которое способно создать импульс для электрического пробоя наполненной газом среды. Таким элементом является дроссель. Он поддерживает требуемую мощность в процессе работы светильника.

Чтобы задействовать люминесцентную лампочку необходимо не только обеспечение доступа тока, а и подача напряжения к ней. Для этого подключают дроссель, который ограничивает нарастание движения электрического заряда при подключении к электросети.

Основными функциями ограничивающего ток устройства являются:

С помощью дросселя в люминесцентной колбе происходит формирование разряда за счет образования в обмотке импульса повышенного напряжения.

Принцип работы

Дроссель функционирует в лампе вместе со стартером. Принцип их действия имеет такую последовательность:

Заряд, сформировавшийся в ртутных парах, обеспечивает ультрафиолетовое излучение, под воздействием которого возникает освещение видимое человеком.

Технические характеристики

Приобретая дроссель нужно внимательно изучать технические характеристики устройства. Он должен соответствовать параметрам газоразрядного осветительного прибора. Существенную роль играет индуктивность дросселя. Такая величина обозначает индуктивное сопротивление устройства, способствующее регулировке поступающего к светильнику электричества.

Немаловажной величиной является коэффициент потери мощности при поддержке необходимых параметров эклектического питания лампы. Также имеет значение качество изделия.

В основном технические данные отличаются в зависимости от мощности дросселя. Согласно такому значению приспособление делят на три группы – «B», «D» и «C». Некоторые электронные модели имеют показатели климатических условий использования.

Электромагнитный дроссель для люминесцентных ламп

Дроссели бывают двух видов:

Согласно типу сетей, в которые подключаются светильники, дроссели различают:

В некоторых моделях дроссель располагается в специальном кожухе, что позволяет размещать его в светильниках наружного расположения. Многие устройства для обеспечения свечения размещены внутри лампу. Такой вариант позволяет надежно защитить дроссель от влияния различных внешних факторов.

Электронный дроссель для люминесцентных ламп

Устройство и схема

Конструкция дросселя вмещает в себя такие компоненты:

Стандартная схема подключения со стартером – это наиболее простой и распространенный вариант подключения люминесцентных ламп. Несмотря на некоторые недостатки, такое подсоединения имеет хорошие показатели.

Стандартная схема подключения люминесцентных ламп

Подключение

Чтобы подключить дроссель по схеме со стартером следует выполнить несколько простых действий:

Подключение всех элементов проводится параллельно. За счет конденсатора можно значительно уменьшить сетевые помехи.

Подключение электромагнитного дросселя к люминесцентной лампе

Как проверить исправность?

Дроссель является достаточно прочным и надежным составным элементом люминесцентной лампы. Поэтому выходит из строя устройство очень редко.

Но все же иногда может возникать обрыв его обмотки или перегорание. Также при нарушении изоляционного слоя между витками дроссель перестает функционировать. Как определить исправность дросселя?

Проверка проводится мультиметром. Прибор, настроенный на величину сопротивления подключают к выводам дросселя. При нарушениях в обмотке на измерительном приборе высвечивается бесконечное сопротивление. Минимальные показатели этого значения свидетельствуют о непригодности изоляции или замыкании между витками.

При перегорании обмотки в катушке ощущается характерный паленый запах, который изначально исходит от детали в процессе ее работы. Все описанные характеристики неисправности дросселя в основном относятся к устройствам электромагнитного типа.

Как заменить?

Иногда при выходе дросселя из строя его начинают ремонтировать. Для этого требуются особые знания и навыки. Чаще всего деталь заменяется. Установку нового дросселя может сделать каждый:

Дроссель в люминесцентной лампе – это простой, но необходимый для создания свечения элемент. Имея представление о работе такого устройства можно подключать светильник и заменять в нем нерабочие детали без помощи специалиста.

Источник

Для чего нужен дроссель для люминесцентных ламп?

Электромагнитный дроссель находит применение в цепях коммутации люминесцентной лампы.

Назначение дросселя – формирование импульса для пробоя газонаполненной среды и поддержание необходимого напряжения и тока в схеме и на контактах элементов работающего светильника. Принцип работы дросселя основан на способности катушки индуктивности извлекать энергию из источника тока и сохранять ее в виде магнитного поля.

Чтобы выяснить, как работает дроссель, нужно рассмотреть свойства катушки индуктивности. Она плохо проводит переменный ток или совсем не проводит его. Индуктивность измеряется в Генри (Гн) и ее значение можно увеличить путем применения сердечника, оно таким образом повышается в несколько раз.

Во время замыкания контактов выключателя величина тока на катушке постепенно возрастает, а при размыкании сначала растет многократно, а затем плавно уменьшается. В соленоиде этот параметр не изменяется мгновенно.

Дроссель для люминесцентных ламп – это катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником. Он находит применение только в электрических цепях, в которых предусмотрено наличие электромагнитного ПРА.

На картинках показана схема подключения газоразрядной лампы низкого давления с использованием электромагнитного дросселя.

При замыкании выключателя ток протекает по следующему пути: «дроссель – электрод лампы – стартер – второй электрод лампы – сеть».

Величины этого тока очень мало для зажигания лампы. Но его значения хватает для нагревания электродов стартера и появления в нем тлеющего разряда. Напряжение этого разряда меньше напряжения сети, но больше напряжения работающей лампы.

Разогретый биметаллический электрод в стартере замыкается со вторым, после чего тлеющий разряд между ними гаснет, электроды остывают и занимают первоначальное положение.

В момент замыкания электродов в стартере ток в схеме значительно возрастает и электроды люминесцентной лампы начинают нагреваться. В то же время при размыкании цепи на дросселе (в результате самоиндукции) происходит скачок напряжения, который, складываясь с входным напряжением сети, создает условия для включения лампы.

К этому моменту температура на электродах лампы успевает повыситься до значения, необходимого для эмиссии, а дросселирующее устройство создает высоковольтный импульс. Поэтому в лампе создаются условия для возникновения тлеющего разряда, который сначала происходит в аргоновой среде до тех пор, пока ртуть, помещенная в колбу, не перейдет полностью в парообразное состояние. После этого разряд будет происходить в ртутных парах, и лампа войдет в стабильный рабочий режим.

Напряжение на работающей лампе меньше сетевого за счет его падения на дросселе. Поскольку для срабатывания стартера напряжение на нем должно превышать величину напряжения на включенной лампе, повторно разряд в этом приборе не зажжется.

Зажигание лампы происходит при условии совпадения по фазе импульса дросселируемого напряжения и напряжения сети. Но поскольку совпадения этих значений относительно разбросаны по времени, стартер может срабатывать неоднократно перед тем, как лампа войдет в рабочий режим. В этом случае наблюдается мигание лампы в процессе включения. Одновременно в стартере создаются радиопомехи, для подавления которых служит конденсатор, находящийся в общем со стартером футляре.

Так выглядит электромагнитный дроссель

Это означает, что кроме зажигания этого осветительного прибора дроссель необходим для ограничения возрастания тока разряда до величины, при достижении которой лампа выходит из строя.

Все, изложенное выше, объясняет, для чего нужен дроссель.

В результате того, что он ограничивает ток в схеме работающей лампы, он представляет собой дополнительную нагрузку (балласт) и на нем теряется какая-то часть мощности. По уровню этих потерь дроссели делятся на следующие классы: D – с обычными; C – с пониженными; B – с особо низкими.

Потери мощности в дросселях

Источник

Особенности дросселя для люминесцентных ламп

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:

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:

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:

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:

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.

Дополнительно может потребоваться новый стартер, исправная лампа или дроссель. Все зависит от того, какой именно узел вышел из строя.

Наиболее распространенные проблемы:

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.

Источник