Автомобільний сайт - За кермом

Цікаво те, що ціна такого баласту недорога, лише 2 долари. Для деяких, здасться, що все-таки 2$ за баласт дорого, але після розтину, виявилося, що в ньому використані компоненти в рази дорожчі від загальної ціни баласту. Одна тільки пара потужних високовольтних транзисторів 13009 вже коштують понад долар кожен.

До речі термін служби ЛДС залежить від способу запуску лампи. З графіків видно, що холодний старт різко скорочує термін служби лампи.

Особливо у разі застосування спрощених електронних баластів, які різко виводять ЛДС у робочий режим. Та й спосіб живлення лампи постійним струмом також знижує термін служби. Небагато - але все-таки знижує. Приклади – на схемах нижче:

Проста схема електронного баласту (без мікросхеми керування) майже миттєво запалює лампу. І для довговічності лампи це погано. За короткий час нитка напруження не встигає розігрітися, а висока напруга, прикладена між її нитками, вириває з нитки напруження необхідну кількість електронів, необхідну для запалювання лампи, і цим руйнує напруження, знижуючи його емісійну здатність. Типова принципова схема електронного баласту:

Тому рекомендується вибирати більш серйозну схему, із затримкою подачі живлення (клік для збільшення):
У схемі купленого баласту особливо порадував мережевий фільтр – чого немає в електронних трансформаторах для галогенних ламп. Фільтр виявився не простий: дросель, варистор, запобіжник (не резистор як в ЕТ, а справжнісінький запобіжник), ємності перед і після дроселя. Далі йде випрямляч і два електроліти – це не схоже на китайців.

Після вже йде стандартна, але в рази покращена схема двотактого перетворювача. Тут відразу на очі кидаються дві речі - тепловідведення транзисторів і застосування потужніших резисторів в силових ланцюгах, зазвичай китайцям все одно, де струм в ланцюгу більше або менше, вони використовують стандартні резистори 0,25Вт.

Після генератора йдуть два дроселі, саме завдяки їм відбувається підвищення напруги, тут теж все дуже акуратно, жодних претензій. Навіть у потужних електронних трансформаторах китайські виробники рідко використовують тепловідведення для транзисторів, але тут як бачимо вони є, і не тільки є, а й дуже акуратні - транзистори прикручені через додаткові ізолятори та шайби.

З зворотного боку плата теж сяє акуратністю монтажу, ніяких гострих висновків та зіпсованих доріжок, олово так само не пошкодували, все дуже красиво та якісно.

Підключив пристрій – він відмінно працює! Я вже почав думати, що збірку робили німці, під суворим контролем, але тут згадав ціну і майже змінив свою думку про китайських виробників – молодці хлопці, попрацювали на славу! Огляд підготував АКА КАСЬЯН.

Обговорити статтю ЕЛЕКТРОННИЙ БАЛАСТ ДЛЯ ЛАМП ЛДС

Джерела освітлення, звані люмінесцентними, на відміну від забезпечених ниткою розжарення аналогів, для роботи потребують пускових пристроїв, званих баластом.

Що являє собою баласт

Баласт для ЛДС (ламп денного світла) відноситься до категорії пускорегулюючих пристроїв, які використовуються як обмежувач струму. Необхідність у них виникає, якщо електричного навантаження недостатньо для ефективного обмеження споживаного струму.

Як приклад можна навести звичайне джерело світла, що відноситься до категорії газорозрядних. Він є пристрій, у якого негативний опір.

Залежно від реалізації, баласт може бути:

• звичайне опір;
• ємність (що володіє реактивним опором), а також дросель;
• аналогові та цифрові схеми.

Розглянемо варіанти реалізації, що набули найбільшого поширення.

Види баласту

Найбільшого поширення набули електромагнітна та електронна реалізація баласту. Розкажемо докладно про кожну з них.

Електромагнітна реалізація

У цьому варіанті робота ґрунтується на індуктивному опорі дроселя (він послідовно підключається лампі). Другим необхідним елементом є стартер, що регулює процес, необхідний для запалювання. Цей елемент являє собою компактний розмір лампи, що відноситься до категорії газорозрядних. Усередині її колби є електроди, виготовлені з біметалу (допускається один з них робити біметалевим). Підключають стартер паралель до лампи. Нижче показано два варіанти ПРА.

Робота здійснюється за таким принципом:

• при надходженні напруги всередині лампи стартера проводиться розряд, що призводить до розігріву біметалевих електродів, внаслідок чого вони замикаються;
• замикання електродів стартера призводить до зростання робочого струму в кілька разів, оскільки його обмежує лише внутрішній опір котушки дроселя;
• внаслідок підвищення рівня робочого струму лампи, розігріваються її електроди;
• стартер остигає, і його електроди з біметалу розмикаються;
• розмикання ланцюга стартером призводить до виникнення в котушці індуктивності імпульсу високої напруги, завдяки якому відбувається розряд усередині колби джерела, що призводить до його запалювання.

Після переходу освітлювального приладу в штатний режим роботи, напруга на ньому і стартері буде меншою за мережну приблизно в половину, що недостатньо для спрацьовування останнього. Тобто він перебуватиме в розімкнутому стані і не впливатиме на подальшу роботу освітлювального пристрою.

Такий тип баласту відрізняється простотою реалізацією та низькою вартістю. Але не слід забувати про те, що даний варіант пускорегулюючих пристроїв має ряд недоліків, таких як:

• на «запалювання» йде від однієї до трьох секунд, причому в ході експлуатації цей час неухильно зростатиме;
• джерела з електромагнітним баластом мерехтять у процесі роботи, що викликає втому очей і може спричинити головний біль;
• витрата електроенергії у електромагнітних пристроїв значно вища, ніж у електронних аналогів;
• у процесі роботи дроселем видається характерний шум.

Ці та інші недоліки електромагнітних пускових пристроїв для ЛДС призвели до того, що нині такі ПРА практично не застосовуються. Їм на зміну прийшли «цифрові» та аналогові ЕПРА.

Електронна реалізація

Баласт електронного типу, по суті, є перетворювачем напруги, за допомогою якого здійснюється харчування ЛДС. Зображення такого пристрою показано на зображенні.

Існує безліч варіантів реалізації електронних баластів. Можна уявити характерну для багатьох пристроїв цього типу загальну блок-схему, яка, за невеликими винятками, використовується у всіх ЕПРА. Її зображення представлене малюнку.

Багато виробників додають пристрій блок корекції коефіцієнта потужності, а також схему управління яскравістю.

Існує два найбільш поширені способи запуску джерел, що є ЛДС, за допомогою електронної реалізації баласту:

1. перед подачею на катоди ЛДС запалювального потенціалу їх попередньо розігрівають. Завдяки високій частоті напруги, що досягає, досягається два завдання: суттєве збільшення ККД і усувається мерехтіння. Зауважимо, що в залежності від конструкції баласту, запалення може бути моментальним або поступовим (тобто яскравість джерела поступово наростатиме);
2. комбінований метод, він характерний тим, що в процесі запалювання бере участь коливальний контур, який повинен увійти в резонанс до того, як у колбі ЛДС відбудеться розряд. Під час резонансу відбувається підвищення напруги, що надходить на катоди, а зростання струму забезпечує їхнє підігрів.

У більшості випадків при комбінованому методі запуску схема реалізована таким чином, що нитка напруження катода ЛДС (після послідовного підключення через ємність) є частиною контуру. Коли відбувається розряд у газовому середовищі люмінесцентного джерела, це призводить до зміни параметрів коливального контуру. В результаті він виходить із стану резонансу. Відповідно відбувається падіння напруги до штатного режиму. Приклад схеми такого пристрою показано на малюнку.

У цій схемі автогенератор побудований на двох транзисторах. На ЛДС надходить харчування з обмотки 1-1 (яка підвищує трансформатора Тр). При цьому такі елементи як ємність С4 та дросель L1 є послідовним коливальним контуром, з резонансною частотою, відмінною від генерується автогенератором. Подібні схеми електронного баласту поширені у багатьох бюджетних настільних світильниках.

Відео: як зробити баласт для ламп

Говорячи про електронний баласт, не можна не згадати про компактні ЛДС, які розраховані під стандартні патрони Е27 та Е14. У таких пристроях баласт вбудований у загальну конструкцію.

Як приклад реалізації нижче показано схему баласту енергозберігаючої ЛДС Osram потужністю 21Вт.

У зв'язку з особливостями конструкції, до електронних елементів таких пристроїв пред'являються серйозні вимоги. У продукції невідомих виробників може використовуватися простіша елементна база, що стає частою причиною виходу компактних ЛДС з ладу.

Переваги

Електронні пристрої мають багато переваг перед електромагнітними ПРА, перерахуємо основні з них:

• електронні пускорегулюючі пристрої не викликають мерехтіння ЛДС при її роботі та не створюють стороннього шуму;
• схема на електронних елементах споживає менше енергії, легше важить і компактніша;
• можливість реалізації схеми, що виробляє «гарячий старт», у разі відбувається попередній нагрівання катодів ЛДС. Завдяки такому режиму ввімкнення термін служби джерела значно продовжується;
• електронний пускорегулюючий пристрій не потребує стартера, оскільки він сам відповідає за формування необхідного для старту та роботи рівнів напруги.

Незважаючи на те, що довговічні та надійні люмінесцентні лампи міцно увійшли в наше життя, удосконалений пускорегулюючий механізм до них ще не гідно оцінений споживачами. Основна причина цього – висока ціна на електронні пускорегулюючі апарати.

Головна перевага схеми баласту для люмінесцентних ламп полягає в економії енергії, що споживається джерелом світла (до 20%) та збільшення терміну її служби. Витративши гроші на покупку ЕПРА, ми заощаджуємо на електроенергії та придбанні нових ламп у майбутньому. До переваг також можна віднести безшумність, м'якість пуску та простоту установки.

Скориставшись інструкцією, що додається до пристрою, компактну мікросхему електронного баласту вдасться без проблем встановити у світильник. Замінивши нею традиційний дросель, стартер та конденсатор, ми дозволимо лампі стати економнішою.

Схеми електронних баластів для люмінесцентних ламп виглядають так:

На платі ЕПРА знаходиться:

Принцип дії пристрою

разом із баластом можна розділити на чотири основні фази.

Частота струму знижується до номінальної робочої частоти. У процесі роботи конденсатори низької напруги постійно заряджаються. Активується попереджувальне керування, яке регулює частоту перемикання напівмосту.

Потужність лампи підтримується досить стабільному положенні, навіть якщо відбуваються перепади напруги в мережі.

Висновки:

• Задіяння схеми ЕПРА для люмінесцентних ламп унеможливлює сильне нагрівання приладу, тому про пожежну безпеку світильника можна не турбуватися.
• Пристроєм забезпечується рівномірне свічення – очі не втомлюються.
• З недавнього часу в офісних приміщеннях правилами охорони праці рекомендовано використовувати ЕПРА разом із усіма люмінесцентними лампами.

Відео з прикладом роботи люмінесцентної лампи від ЕПРА

Незважаючи на широке поширення світлодіодних люстр та світильників, люмінесцентні лампи не здають своїх позицій. Але таку лампу не можна просто підключити до мережі 220В. Для роботи їй необхідний додатковий пристрій – баластник, або пускорегулюючий апарат – ПРА.

Навіщо потрібен баластник у світильнику

Люмінесцентна лампа – це запаяна скляна трубка. Усередині неї знаходяться інертний газ та невелика кількість парів ртуті. У кінцях трубки знаходяться нитки розжарення з вольфрамових спіралей. Їх нагрівання викликає емісію електронів і полегшує появу всередині трубки розряду, що тліє.

Світло, що з'являється при цьому, блідо-синє, з великою кількістю ультрафіолету, тому внутрішні стінки трубки покриті шаром люмінофора, що перевипромінює ультрафіолет у видиме світло.

Цікаво.Лампочки без люмінофора використовуються у лікарнях при кварцуванні палат та для засмаги.

Увімкнення люмінесцентних світильників

Існують три основні види пускових пристроїв ЛДС.

За допомогою стартера та дроселя

За такої схеми включення нитки напруження з'єднуються послідовно зі стартером і баластником. Інша назва електромагнітного баластника – дросель. Це котушка індуктивності, що обмежує струм через світильник.

При включенні світильника стартер підключає спіральні вольфрамові послідовно з дроселем. За їх нагріванні відбувається емісія електронів, що полегшує появу між електродами розряду. Періодично стартер розриває ланцюг і якщо в цей час відбувається запуск лампочки, то напруга між електродами падає, і він більше не включається. Якщо розряд не виникає, то стартер знову замикає ланцюг, і процес запалювання повторюється.

Недоліки цієї схеми:

• тривалий час запуску, особливо взимку у неопалюваних приміщеннях;
• дросель гуде під час роботи;
• світло мерехтить із частотою 100Гц, що непомітно оку, але може спричинити головний біль.

Цікаво.Для зменшення мерехтіння у світильниках із двох ламп одна з них включається через конденсатор. У цьому коливання світла у яких збігаються, що сприятливо впливає освітленість у приміщенні.

Для роботи таких світильників раніше використовувалися саморобні помножувачі напруги. Роль струмообмежувального баласту в цій схемі грають конденсатори С3 і С4, а С1 і С2 створюють високу напругу, необхідну для появи трубки всередині розряду.

Високовольтний розряд запалює ЛДС відразу, але мерехтіння такого світильника сильніше, ніж у схемі зі стартером та дроселем.

Цікаво.Помножувач напруги дозволяє використовувати колби з вольфрамовими спіралями, що перегоріли.

Електронний пускорегулюючий апарат (ЕПРА)

Електронний баласт для люмінесцентних ламп – це перетворювач напруги, що запалює та живить лампу під час роботи. Варіантів реалізації таких пристроїв багато, але вони зібрані за однією блок-схемою. У деяких конструкціях додається регулювання яскравості.

Запуск світильників з ЕПРА здійснюється двома способами:

• Перед включенням нитки розжарювання розігріваються, через що запуск відкладається на 1-2 секунди. Яскравість світла може наростати поступово або відразу вмикатися на повну потужність;
• Запалювання лампи здійснюється за допомогою коливального контуру, що входить у резонанс із колбою. При цьому відбувається поступове підвищення напруги та розігріву ниток розжарення.

Такі пристрої мають ряд переваг:

• живлення світильника здійснюється напругою високої частоти, що усуває мерехтіння світла;
• компактність, що дає змогу зменшити габарити світильника;
• швидке, але плавне включення, що продовжує термін служби лампи;
• відсутність шуму та нагріву при роботі;
• високий ККД – до 95%;
• вбудований захист від короткого замикання.

Електронні ПРА виготовляються на 1, 2 або 4 лампи.

Пристрій електромагнітних ПРА

Схеми електронних баластників різних виробників відрізняються один від одного, але побудовані за одним принципом.

Плата складається з наступних елементів:

• фільтра, що захищає схему від перешкод, створюваних іншим устаткуванням;
• випрямляча, що перетворює змінну напругу мережі на постійне, необхідне для роботи схеми;
• фільтра, що згладжує пульсації напруги після випрямляча;
• інвертора, що живить елементи плати;
• найелектроннішого баластника.

На платі є три пари висновків або клем: одна – для підключення 220В та дві – для ниток розжарення.

Принцип роботи електронного баластника

Умовно процес запалювання та роботи люмінесцентного світильника ділиться на три етапи:

1. Розігрів ниток розжарення. Це необхідне виникнення емісії вільних електронів, полегшують появи розряду всередині колби;
2. Поява розряду між електродами. Це робиться за допомогою високовольтного імпульсу;
3. Стабілізація тліючого розряду та подальша робота світильника.

Ця послідовність забезпечує плавний пуск, що збільшує термін служби лампи та стабільну роботу за низьких температур.

Принципова схема електронного баласту

На наступному малюнку зображено одну з поширених важливих схем ЭПРА.

Порядок її роботи наступний:

1. Діодний міст перетворює змінну напругу мережі 220В на постійну пульсуючу. Конденсатор З2 згладжує пульсації;
2. Постійна напруга надходить на двотактний напівмостовий інвертор. Він зібраний на двох n-p-n транзисторах, які є генераторами високої частоти;
3. Керуючий ВЧ сигнал у протифазі надходить на обмотки W1 та W2 трансформатора. Це триобмотувальний трансформатор L1, намотаний на феритовому магнітопроводі;
4. Обмотка W3 подає високу резонансну напругу на нитки напруження. Воно створює струм, достатній нагріву спіралей і появи емісії електронів;
5. Паралельно колбі включено конденсатор С4. При резонансі напруги на ньому виникає висока напруга, достатня для появи розряду всередині трубки;
6. Дуга, що з'явилася, закорочує ємність і припиняє резонанс напруг. Подальша робота забезпечується струмообмежуючими елементами L2 та С3.

Ремонт та заміна ЕПРА

Несправностей світильників два види: лампа, що згоріла, і несправний блок. Лампочка підлягає заміні, а несправний електронний баластник можна відремонтувати або замінити на новий.

Ремонт ЕПРА

Для того, щоб виконати ремонт люмінесцентних світильників та усунення несправностей в ЕПРА, необхідні початкові навички ремонту електронної апаратури:

1. Перевірити та замінити запобіжник. У деяких моделях при цьому використовується резистор номіналом 1-5 Ом. Замість нього припаюється шматочок тонкого дроту;
2. Здійснюються візуальний огляд та перевірка тестером елементів плати;
3. Оцінити вартість несправних деталей. За умови, що вона нижча за ціну нового ЕПРА, провести ремонт електронного баласту.

Заміна електронного ПРА

Несправний електронний дросель змінюється на новий. Це може бути готова плата або схема зі спаленої енергозберігаючої лампочки. Використовуючи таку плату, можна виконати ремонт світильників із люмінесцентними лампами або зробити люмінесцентний світильник своїми руками.

Принцип роботи та запуск компактної люмінесцентної лампи аналогічний звичайним трубчастим ЛДС. Плата, яка знаходиться всередині неї, без проблем керує звичайною лампою денного світла.

Важливо!Потужність енергозберігаючої лампи повинна дорівнювати або більше потужності люмінесцентного світильника.

Як перевірити плату КЛЛ:

1. Розібрати пластмасовий корпус. Він складається з двох половин, з'єднаних клямками. У щілину просовується ніж та проводиться по колу;
2. На платі знаходяться чотири штирі з намотаними зволіканнями, розташовані парами. Це нитки розжарення. Вони продзвонюються тестером;
3. Якщо нитки цілі, то поломка у платі. Проводки розмотуються і колба від'єднується для використання з платою від іншої КЛЛ;
4. Якщо одна з ниток розпалу обірвана, то плата від'єднується і підключається замість згорілого електронного баластника в люмінесцентний світильник. При встановленні її необхідно ізолювати від металевого корпусу та зафіксувати клейовим пістолетом або силіконовим герметиком.

Важливо!Ремонт люмінесцентних ламп виконується при відключеній напрузі.

Використання електронних баластників у люмінесцентних лампах збільшує їх термін служби та робить освітлення приємнішим. Це альтернатива заміні таких світильників на КЛЛ.

Відео

Я вже не раз казав, що безліч речей, які нас оточують, могли б бути реалізовані набагато раніше, але чомусь увійшли в наш побут зовсім недавно. Всі ми стикалися з люмінесцентними лампами – такими білими трубками із двома штирьками на торцях. Пам'ятаєте, як вони раніше вмикалися? Ви натискаєте клавішу, лампа починає промаргувати і нарешті входить у свій звичайний режим. Це реально дратувало, тому вдома таких штуковин не ставили. Ставили у громадських місцях, на виробництві, в офісах, у цехах заводів — вони справді економічні, порівняно із звичайними лампами розжарювання. Ось тільки моргали вони з частотою 100 разів на секунду і багато хто це моргання помічали, що дратувало ще більше. Ну і ще для запуску до кожної лампи належав пускорегулюючий дросель, така собі, залізячка з масою під кілограм. Якщо він був зібраний недостатньо якісно, ​​то досить бридко дзижчав, теж із частотою 100 герц. А якщо в приміщенні, де ви працюєте таких ламп, десятки? Чи сотні? І всі ці десятки синфазно включаються-вимикаються 100 разів на секунду і дроселя дзижчать, хай і не всі. Невже це не вплинуло?

Але, в наш час можна сказати, що епоха дзижчих дроселів і моргаючих (як при старті, так і при роботі) ламп закінчилася. Зараз вони включаються відразу і для людського ока їхня робота виглядає цілком статичною. Причина – замість важких дроселів і стартерів, що періодично залипають, у оборот увійшли ЕПРА – електронні пускорегулюючі апарати. Маленькі та легкі. Однак при одному лише погляді на їх електричну схему виникає питання: а що заважало налагодити їх масовий випуск ще наприкінці 70-х 80-х років? Адже вся елементна база була тоді. Власне, крім двох високовольтних транзисторів, там задіяні найпростіші деталі, буквально копійчаної вартості, які були й у 40-ті роки. Ну гаразд СРСР, тут виробництво слабо реагувало на технічний прогрес (наприклад, лампові телевизори були зняті з виробництва тільки в кінці 80-х років), але на Заході?

Отже, по порядку.

Стандартна схема включення люмінесцентної лампи була, як і практично все в ХХ столітті, придумана американцями напередодні Другої Світової війни і включала крім лампи, вже згадувані нами дросель і стартер. Так, ще паралельно мережі вішали конденсатор для компенсації фазового зсуву дроселем, що вноситься або висловлюючись ще більш простою мовою, для корекції коефіцієнта потужності.

Дросселя та стартери

Принцип роботи всієї системи досить хитрий. У момент замикання кнопки включення по ланцюгу мережа-кнопка-дросель-перша спірати-стартер-друга спіраль-мережа починає текти слабкий струм - приблизно 40-50 мА. Слабкий тому, що в початковий момент опір проміжку між контактами стартера досить великий. Однак цей слабкий струм викликає іонізацію газу між контактами та починає різко зростати. Від цього електроди стартера розігріваються, а оскільки один з них біметалічний, тобто складається з двох металів з різною залежністю змін геометричних параметрів від температури (різним коефіцієнтом теплового розширення - КТР), то при нагріванні пластина з біметалу згинається у бік металу з меншим КТР і замикається з іншим електродом. Струм у ланцюзі різко зростає (до 500-600 мА), але все ж таки його швидкість зростання і кінцева величина обмежені індуктивністю дроселя, власне індуктивність - це і є властивість перешкоджати миттєвому індуктивність струму. Тому дросель у цій схемі офіційно називається «апарат пускорегулюючий». Цей великий струм розігріває спіралі лампи, які починають випромінювати електрони і підігрівати газову суміш усередині балона. Сама лампа наповнена аргоном та парами ртуті – це важлива умова виникнення стабільного розряду. Зрозуміло, що при замиканні контактів у стартері припиняється розряд у ньому. Весь описаний процес насправді займає частки секунди.

Тепер починається найцікавіше. Охолоджені контакти стартера розмикаються. Але в дроселі вже запасена енергія – рівна половина твору його індуктивності на квадрат струму. Вона не може миттєво зникнути (див. вище про індуктивність), а тому викликає появу в дроселі ЕРС самоіндукції (простіше кажучи - імпульсу напруги приблизно 800-1000 вольт для 36-ватної лами в 120 см довжиною). Складаючись з амплітудною мережевою напругою (310 В), вона створює на електродах лампи достатню напругу для пробою - тобто для виникнення розряду. Розряд у лампі створює ультрафіолетове свічення парів ртуті, а воно своєю чергою впливає на люмінофор і змушує його світитися у видимому спектрі. При цьому ще раз нагадаємо, дросель, маючи індуктивний опір, перешкоджає необмеженому зростанню струму в лампі, що призвело б до її руйнування або спрацьовування захисного автомата у вашій оселі або іншому місці, де експлуатуються подібні лампи. Зауважимо, що лампа не завжди запалюється з першого разу, іноді потрібно кілька спроб, щоб вона увійшла у стійкий режим світіння, тобто ті процеси, які ми описали, повторюються 4-5-6 разів. Що, справді, досить неприємно. Після того, як лампа увійшла в режим світіння, її опір стає значно меншим, ніж опір стартера, тому його можна витягнути, лампа при цьому продовжуватиме світитися. Ну і ще, якщо ви розберете стартер, то побачите що паралельно до його висновків підключений конденсатор. Він необхідний послаблення радіоперешкод створюваних контактом.

Отже, якщо дуже коротко і без заглиблення в теорію, скажімо, що включається люмінесцентна лампа більшою напругою, а утримується в стані, що світиться значно меншим (наприклад включається при 900 вольтах, світиться при 150). Тобто будь-який пристрій включення люмінесцентної лампи – це пристрій, що створює велику напругу включення на її кінцях, а після запалення лампи зменшує його до певної робочої величини.

Ця американська схема включення була фактично єдиною і лише років 10 тому її монополія стала стрімко руйнуватися - на ринок масово увійшли Електронні пускорегулюючі апарати (ЕПРА). Вони дозволили не просто замінити важкі дзижкі дроселі, забезпечити миттєве включення лампи, але і ввести масу інших корисних речей таких як:

- м'який пуск лами – попередній прогрів спіралей, що різко збільшує термін експлуатації лампи.

- Подолання мерехтіння (частота живлення лампи значно вище 50 Гц)

- Широкий діапазон вхідної напруги 100 ... 250 В;

- Зниження енергоспоживання (до 30%) при постійному світловому потоці;

- Збільшення середнього терміну служби ламп (на 50%);

- Захист від стрибків напруги;

- Забезпечити відсутність електромагнітних перешкод;

- О відсутність кидків комутаційних струмів (важливо, коли одночасно включається багато ламп)

- Автоматичне відключенням дефектних ламп (це важливо, пристрої часто боятися роботи на холостому ходу)

- ККД якісного ЕПРА - до 97%

- регулювання яскравості ламп

Але! Всі ці ласощі реалізовані тільки в дорогих ЕПРАх. І взагалі, не все так безхмарно. Точніше – можливо все і було б безхмарно, якби схеми ЕПРів зробити по-справжньому надійними. Адже видається очевидним, що електронний баласт (ЕПРА) повинен бути принаймні не менш надійним, ніж дросель, особливо якщо він коштує в 2-3 рази дорожче. У «колишній» схемі що складається з дроселя, стартера і самої лампи саме дросель (пускорегулюючий елемент) був найнадійнішим і, загалом, при якісному складанні міг працювати практично вічно. Радянські дроселя 60-х років працюють досі, вони великі та намотані досить товстим дротом. Аналогічні за параметрами імпортні дроселі навіть таких відомих фірм як Philips працюють не настільки надійно. Чому? Викликає підозру дуже тонкий провід, яким вони намотані. Ну і сам сердечник значно менше за обсягом, ніж у перших радянських дроселів, тому ці дроселя дуже сильно нагріваються, що, напевно, теж впливає на надійність.

Так, так ось, як мені здається, ЕПРА, принаймні дешеві - тобто вартістю до 5-7 доларів за штуку (що вище ніж у дроселя), зроблені свідомо ненадійними. Ні, вони можуть працювати роками і може навіть працювати вічно, але тут як у лотереї – ймовірність програшу куди вище за виграш. Дорогі ЕПРА зроблені умовно-надійними. Чому «умовно» ми розповімо трохи згодом. Почнемо ж свій маленький огляд із дешевих. Як на мене, так вони становлять 95% баластів, що купуються. А може й майже 100%.

Розглянемо кілька таких схем. До речі, всі «дешеві» схеми практично однакові за конструкцією, хоча є нюанси.

Дешеві електронні баласти (ЕПРА). 95% продажів.

Подібного типу баласти вартістю 3-5-7 доларів просто включають лампу. У цьому полягає їхня єдина функція. Жодних інших корисних наворотів не мають. Я змалював пару схем, щоб пояснити, як працює це новомодне диво, хоча як ми говорили вище, принцип роботи такий самий, як і в «класичному» дросельному варіанті — запалюємо великою напругою, утримуємо малим. Ось тільки він реалізований по-іншому.

Всі схеми електронних баластів (ЕПРА), які я тримав у руках – і дешеві та дорогі – являли собою напівміст – розрізнялися лише варіанти управління та «обв'язування». Отже, змінна напруга 220 вольт випрямляється діодним мостом VD4-VD7 і згладжується конденсатором C1. У вхідних фільтрах дешевих електронних баластів через економію ціни і місця використовуються конденсатори невеликої ємності, від яких залежить величина пульсацій напруги з частотою 100 Гц, при тому, що розрахунок приблизно такий: 1 ват лампи - 1 мкФ ємності фільтра. У цій схемі 5,6 мкФ на 18 ватів, тобто явно менше, ніж треба. Тому (хоча і не тільки тому), до речі, лампа світиться візуально тьмяніше ніж від дорогого баласту на ту ж потужність.

Далі через високоокомий резистор R1 (1,6 МОм) починає заряджатися конденсатор С4. Коли напруга у ньому перевищить поріг спрацьовування двоспрямованого динистора СD1 (приблизно 30 вольт), він пробивається і основі транзистора T2 утворюється імпульс напруги. Відкриття транзистора дає старт роботі напівмостового автогенератора утвореного транзисторами Т1 і T2 і трансформатором TR1 з обмотками, що управляють, включеними протифазно. Зазвичай ці обмотки містять по 2 витки, а вихідна обмотка 8-10 витків дроту.

Діоди VD2-VD3 гасять негативні викиди, що виникають на обмотках керуючого трансформатора.

Отже, генератор запускається на частоті близької до резонансної частоти послідовного контуру, утвореного конденсаторами С2, С3 і дроселем С1. Ця частота може дорівнювати 45-50 кГц, принаймні більш точно у мене її виміряти не вийшло, не було під рукою запам'ятовує осцилографа. Звернемо увагу, що ємність конденсатора С3 включеного між електродами лампи приблизно в 8 разів менше ніж ємність конденсатора С2, отже, стрибків напруги на ньому в стільки ж разів вище (оскільки в 8 разів більший ємнісний опір - чим вища частота, тим більше ємнісний опір на меншій ємності). Ось чому напруга такого конденсатора завжди вибирається не менше ніж 1000 вольт. Одночасно цим же ланцюгом йде і струм, що розігріває електроди. Коли напруга на конденсаторі С3 досягне певної величини, відбувається пробій та лампа запалюється. Після запалення її опір стає значно меншим опору конденсатора С3 і на подальшу роботу ніякого впливу не надає. Частота генератора також знижується. Дросель L1 як і у випадку з «класичним» дроселем тепер виконує функцію обмеження струму, але оскільки лампа працює на високій частоті (25-30 кГц), то розміри його набагато менше.

Зовнішній вигляд баласту. Видно, що в плату не впаяно деякі елементи. Наприклад, там, куди я після ремонту впаяв струмообмежувальний резистор, стоїть дротяна перемичка.

Ще один виріб. Невідомий виробник. Тут не пожертвували 2 діоди щоб зробити «штучний нуль».

«Севастопольська схема»

Є така думка, що дешевше, ніж зроблять китайці, не зробить ніхто. Я теж був у цьому певен. Впевнений доти, доки мені в руки не потрапили ЕПРА якогось «севастопольського заводу» — принаймні людина, яка їх продавала, сказала саме так. Розраховані вони були на лампу 58 W, тобто 150 см довжини. Ні, не скажу, що вони не працювали або працювали гірше ніж китайські. Вони працювали. Лампи від них сяяли. Але...

Навіть найдешевші китайські баласти (ЕПРА) – це пластмасовий корпус, плата з отворами, маска на платі з боку друкарського монтажу та позначення де яка деталь з боку монтажу. «Севастопольський варіант» було позбавлено всіх цих надмірностей. Там плата була одночасно і кришкою корпусу, в платі (з цієї причини) не було жодних отворів, не було ніяких масок, ніяких нанесених позначень, деталі були розміщені з боку друкарських провідників і все, що можна було виконано з SMD-елементів, чого я ніколи не бачив навіть у найдешевших китайських пристроях. Та й сама схема! Я переглянув їх безліч, але ніколи не бачив нічого схожого. Ні, начебто все як у китайців: звичайний напівміст. Ось тільки призначення елементів D2-D7 та дивне підключення базової обмотки нижнього транзистора мені зовсім незрозуміло. І ще! Творці цього чудо-пристрою поєднали трансформатор напівмостового генератора з дроселем! Просто намотали обмотки на Ш-подібний осердя. До такого ніхто не додумався, навіть китайці. Загалом, цю схему проектували чи генії, чи люди альтернативно-обдаровані. З іншого боку, якщо вони такі геніальні, ну чому не пожертвувати пару центів для введення струмообмежувального резистора, що запобігає кидку струму через конденсатор фільтра? Та й на варистор для плавного розігріву електродів (теж центи) могли б розоритися.

У СРСР

Наведена вище "американська схема" (дросель + стартер + люмінесцентна лампа) працює від мережі змінного струму частотою 50 герц. А якщо постійний струм? Ну, наприклад, лампу треба запитати від акумуляторів. Тут уже електромеханічним варіантом не обійдешся. Потрібно «ліпити схему». Електронну. І такі схеми були, наприклад, у поїздах. Ми всі їздили в радянських вагонах різного ступеня комфортності та бачили там ці люмінесцентні трубки. Але вони харчувалися постійним струмом напругою 80 вольт, таку напругу видає вагонний акумулятор. Для живлення була розроблена «та сама» схема – напівмостовий генератор із послідовним резонансним ланцюгом, а для запобігання кидкам струму через спіралі ламп введено терморезистор прямого підігріву ТРП-27 з позитивним температурним коефіцієнтом опору. Схема, треба сказати, відрізнялася винятковою надійністю, а щоб переробити її в баласт для мережі змінного струму і використовувати в побуті, потрібно було по суті додати діодний міст, конденсатор, що згладжує, і трохи перерахувати параметри деяких деталей і трансформатора. Єдине "але". Така штуковина вийшла б досить дорогою. Я думаю, її вартість була б не меншою за 60-70 радянських рублів, за вартістю дроселя в 3 рублі. В основному через високу вартість в СРСР потужних високовольтних транзисторів. І ще ця схема видавала досить неприємний високочастотний писк, який завжди, але іноді його можна було почути, можливо, згодом змінювалися параметри елементів (підсихали конденсатори) і частота роботи генератора знижувалася.

Схема живлення люмінесцентних ламп у поїздах у гарному дозволі

Дорогі електронні баласти (ЕПРА)

Як приклад простого «дорогого» баласту можна навести виріб фірми TOUVE. Він працював у системі освітлення акваріума, простіше кажучи – від нього харчувалися дві лами зеленого свічення по 36 Вт. Хазяїн баласту сказав мені, що ця штука якась особлива, спеціально розроблена для освітлення акваріумів та тераріумів. "Екологічна". У чому там екологічність я так і не зрозумів, інша річ, що цей «екологічний баласт» не працював. Розтин та аналіз схеми показав, що в порівнянні з дешевими вона суттєво ускладнена, хоча принцип – напівміст + запуск через цей диністор DB3 + послідовний резонансний ланцюг – збережений у повному обсязі. Оскільки лампи дві, ми бачимо два резонансних контуру T4C22C2 і T3C23C5. Холодні спіралі ламп від кидка струму захищають терморезистори PTS1, PTS2.

Правило! Якщо ви купуєте економну лампу або ось електронний баласт, перевірте як включається ця лампа. Якщо миттєво – баласт дешевий, щоб вам там про нього не розповідали. У більш-менш нормальних лампа повинна включатися після натискання кнопки приблизно через 0,5 секунд.

Далі. Вхідний варистор RV захищає конденсатори фільтра від кидка струму. Схема оснащена фільтром живлення (обведений червоним) – він перешкоджає попаданню високочастотних перешкод у мережу. Коректор коефіцієнта потужності (Power Factor Correction) обведений зеленим контуром, але в цій схемі він зібраний на пасивних елементах, що відрізняє її від найдорожчих і наворочених, де керує корекцією спеціальна мікросхема. Про цю важливу проблему (коригування коефіцієнта потужності) ми поговоримо в одній з наступних статей. Ну і ще доданий вузол захисту в аномальних режимах - у цьому випадку припиняється генерація шляхом замикання тиристором бази SCR Q1 на землю.

Скажімо, дезактивація електродів або порушення герметичності трубки, призводять до виникнення «відкритої схеми» (лампа не запалюється), що супроводжуються значним зростанням напруги на пусковому конденсаторі та зростанням струму баласту на частоті резонансу, обмеженими лише добротністю контуру. Тривала робота у цьому режимі веде до пошкодження баласту з допомогою перегріву транзисторів. Ось у цьому випадку і має спрацювати захист - тиристор SCR замикає базу Q1 на землю, припиняючи генерацію.

Видно, що цей пристрій за розмірами набагато більше ніж дешеві баласти, але після ремонту (вилетів один з транзисторів) і відновлення, з'ясувалося, що ці самі транзистори нагріваються, як мені здалося, сильніше ніж треба, приблизно до 70 градусів. Чому не поставити невеликі радіатори? Я не стверджую, що транзистор вилетів через перегрівання, але, можливо, робота на підвищених температурах (у закритому корпусі) послужила провокуючим фактором. Загалом поставив я невеликі радіатори, благо місце є.