Устройство люминесцентной лампы

Устройство и схема включения люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа (ЛЛ) представляет собой источник света, создаваемый электрическим разрядом в среде паров ртути и инертного газа. При этом возникает невидимое ультрафиолетовое свечение, действующее на слой люминофора, нанесенный изнутри на стеклянную колбу. Типовая схема включения люминесцентной лампы представляет собой пускорегулирующее устройство с электромагнитным балластом (ЭмПРА).

Устройство и описание ЛЛ

Колба большинства ламп всегда имела цилиндрическую форму, но сейчас она может быть в виде сложной фигуры. На торцах в нее вмонтированы электроды, конструктивно похожие на некоторые спирали ламп накаливания, изготовленные из вольфрама. Они подпаяны к расположенным снаружи штырькам, на которые подается напряжение.

Газовая электропроводная среда внутри ЛЛ имеет отрицательное сопротивление. Оно проявляется в снижении напряжения между противоположными электродами при росте тока, который необходимо ограничивать. Схема включения люминесцентной лампы содержит балластник (дроссель), основное назначение которого — создание большого импульса напряжения для ее зажигания. Кроме него в ЭмПРА входит стартер — лампа тлеющего разряда с размещенными внутри нее двумя электродами в среде инертного газа. Один из них изготовлен из биметаллической пластины. В исходном состоянии электроды разомкнуты.

Принцип работы ЛЛ

Стартерная схема включения люминесцентных ламп работает следующим образом.

1. На схему подается напряжение, но сначала через ЛЛ ток не идет из-за большого сопротивления среды. По спиралям катодов ток проходит и разогревает их. Кроме того, он поступает также на стартер, для которого подаваемого напряжения достаточно, чтобы внутри возник тлеющий разряд.
2. При разогреве контактов пускателя от проходящего тока биметаллическая пластина замыкается. После этого проводником становится металл, и разряд прекращается.
3. Биметаллический электрод остывает и размыкает контакт. При этом дроссель выдает импульс высокого напряжения из-за самоиндукции, и ЛЛ зажигается.
4. Через лампу идет ток, который затем в 2 раза уменьшается, поскольку напряжение на дросселе падает. Его недостаточно для повторного запуска стартера, контакты которого остаются разомкнутыми при горении ЛЛ.

Схема включения двух ламп люминесцентных, установленных в одном светильнике, предусматривает использование для них одного общего дросселя. Они подключаются последовательно, но на каждой лампе установлено по одному параллельному стартеру.

Недостатком светильника является отключение второй лампы, если одна из них вышла из строя.

Важно! С люминесцентными лампами необходимо использовать специальные выключатели. У бюджетных устройств стартовые токи большие, и контакты могут залипать.

Бездроссельное включение люминесцентных ламп: схемы

Несмотря на дешевизну, электромагнитные балласты имеют недостатки. Они и явились причиной создания электронных схем зажигания (ЭПРА).

Как запускается ЛЛ с ЭПРА

Бездроссельное включение люминесцентных ламп производится через электронный блок, в котором формируется последовательное изменение напряжения при их зажигании.

Достоинства электронной схемы запуска:

• возможность пуска с любой временной задержкой;
• не нужны массивный электромагнитный дроссель и стартер;
• отсутствие гудения и моргания ламп;
• высокая светоотдача;
• легкость и компактность устройства;
• больший срок эксплуатации.

Современные электронные балласты обладают компактными размерами и низким потреблением энергии. Их называют драйверами, помещая в цоколь малогабаритной лампы. Бездроссельное включение люминесцентных ламп позволяет использовать обычные стандартные патроны.

Система ЭПРА преобразует сетевое переменное напряжение 220 В в высокочастотное. Сначала разогреваются электроды ЛЛ, а затем подается высокое напряжение. При высокой частоте повышается КПД и полностью исключается мерцание. Схема включения люминесцентной лампы может обеспечивать холодный запуск или с плавным увеличением яркости. В первом случае срок эксплуатации электродов существенно сокращается.

Повышенное напряжение в электронной схеме создается через колебательный контур, приводящий к резонансу и зажиганию лампы. Запуск совершается намного легче, чем в классической схеме с электромагнитным дросселем. Затем также снижается напряжение до необходимого значения удерживания разряда.

Выпрямление напряжения осуществляется диодным мостом, после чего оно сглаживается параллельно подключенным конденсатором С₁. После подключения к сети сразу заряжается конденсатор С₄ и пробивается динистор. Запускается полумостовой генератор на трансформаторе TR₁ и транзисторах Т₁ и Т₂. При достижении частоты 45-50 кГц создается резонанс c помощью последовательного контура С₂. С₃. L₁. подключенного к электродам, и лампа зажигается. В этой схеме также есть дроссель, но с очень малыми габаритами, позволяющими поместить его в цоколь лампы.

ЭПРА имеет автоматическую подстройку под ЛЛ по мере изменения характеристик. Через некоторое время для изношенной лампы требуется повышение напряжения для зажигания. В схеме ЭмПРА она просто не запустится, а электронный балласт подстраивается под изменение характеристик и тем самым позволяет эксплуатировать устройство в благоприятных режимах.

Преимущества современных ЭПРА следующие:

• плавное включение;
• экономичность работы;
• сохранение электродов;
• исключение мерцания;
• работоспособность при низкой температуре;
• компактность;
• долговечность.

Недостатками являются более высокая стоимость и сложная схема зажигания.

Применение умножителей напряжения

Способ дает возможность включать ЛЛ без электромагнитного балласта, но применяется преимущественно для продления жизни лампам. Схема включения сгоревших люминесцентных ламп позволяет им проработать еще некоторое время, если мощность не превышает 20-40 Вт. При этом нити накала могут быть как целыми, так и перегоревшими. В обоих случаях выводы каждой нити накала нужно закоротить.

После выпрямления напряжение удваивается, и лампа загорается моментально. Конденсаторы С₁. С₂ выбираются под рабочее напряжение 600 В. Их недостаток заключается в больших габаритах. Конденсаторы С₃. С₄ устанавливают слюдяные на 1000 В.

ЛЛ не предназначена для питания постоянным током. Со временем ртуть скапливается около одного из электродов, и свечение ослабевает. Для его восстановления изменяют полярность, перевернув лампу. Можно установить переключатель, чтобы ее не снимать.

Бесстартерная схема включения люминесцентных ламп

Схема со стартером требует долгого разогрева лампы. Кроме того, его иногда приходится менять. В связи с этим существует другая схема с подогревом электродов через вторичные обмотки трансформатора, который также выполняет функцию балласта.

Когда производится включение люминесцентных ламп без стартера, на них должно быть обозначение RS (быстрый старт). Светильник со стартерным запуском здесь не подойдет, поскольку его электроды дольше разогреваются, и спирали быстро перегорят.

Как включить сгоревшую лампу?

Если спирали вышли из строя, ЛЛ можно зажечь без умножителя напряжения, используя обычную схему ЭмПРА. Схема включения перегоревшей люминесцентной лампы незначительно изменяется по сравнению с обычной. Для этого к стартеру последовательно подключают конденсатор, а штырьки электродов замыкают накоротко. После такой небольшой переделки лампа проработает еще какое-то время.

Заключение

Конструкция и схема включения люминесцентной лампы постоянно совершенствуется в сторону экономичности, уменьшения размеров и повышения срока службы. Важно правильно ее эксплуатировать, разбираться во всем многообразии выпускаемых типов и знать эффективные способы подключения.

Никогда не делайте этого в церкви! Если вы не уверены относительно того, правильно ведете себя в церкви или нет, то, вероятно, поступаете все же не так, как положено. Вот список ужасных.

Что форма носа может сказать о вашей личности? Многие эксперты считают, что, посмотрев на нос, можно многое сказать о личности человека. Поэтому при первой встрече обратите внимание на нос незнаком.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Наперекор всем стереотипам: девушка с редким генетическим расстройством покоряет мир моды Эту девушку зовут Мелани Гайдос, и она ворвалась в мир моды стремительно, эпатируя, воодушевляя и разрушая глупые стереотипы.

15 симптомов рака, которые женщины чаще всего игнорируют Многие признаки рака похожи на симптомы других заболеваний или состояний, поэтому их часто игнорируют. Обращайте внимание на свое тело. Если вы замети.

10 загадочных фотографий, которые шокируют Задолго до появления Интернета и мастеров «Фотошопа» подавляющее большинство сделанных фото были подлинными. Иногда на снимки попадали поистине неверо.

Устройство и схема включения люминесцентной лампы

Люминесцентные лампы обычно используют для освещения супермаркетов, учебных аудиторий, промышленных объектов, общественных закрытых помещений и прочего. С появлением более современных видов, которые выпускаются со стандартным цоколем E27, их начали использовать и в домашних условиях.

По истечении времени они набирают всё большей популярности. Но схема включения люминесцентных ламп достаточно сложная и требует особых познаний в этой области. Обычно подключают двумя схемами, о которых мы и поговорим дальше. Но сначала следует разобраться в принципе работы и строении такого светильника.

Принцип работы

Давайте разберём, что такое люминесцентная лампа, и как она работает. Представляет из себя стеклянную трубку, которая начинает работать за счёт разряда, который зажигает газы внутри её оболочки. На обоих концах установлен катод и анод, именно между ними и происходит разряд, который вызывает пусковое загорание.

Пары ртути, которые помещают в стеклянный футляр, при разряде начинаю излучать особый невидимый свет, который активизирует работу люминофора и других дополнительных элементов. Именно они и начинают излучать тот свет, который нам необходим.

Принцип работы лампы

Благодаря разным свойствам люминофора, такой светильник излучать большой спектр разнообразных цветов.

Подключаем, используя электромагнитный балласт

Электромагнитный Пускорегулирующий аппарат, сокращённой аббревиатурой для него является ЭмПРА. Также часто называют дросселем. Мощность такого устройства должна быть равной той мощности, которую потребляют лампы при работе. Довольно старая схема, с помощью которой раньше подключали люминесцентные лампы.

Схема с электромагнитным балластом

Принцип работы такого устройства состоит в следующем. После начала подачи тока, он попадает на стартер, после чего на небольшой период времени биметаллические электроды замыкаются. Благодаря этому, весь ток, который появляется в цепи, замыкается между электродами и ограничивается только сопротивлением дросселя.

Таким образом, он возрастает примерно в три-четыре раза, и электроды начинают практически моментально разогреваться.

Таким образом, именно дроссель образует сильный разряд в среде газов, и они начинают выделять свой свет. После включения, напряжение в схеме будет равно примерно половине от входящего с сети.

Такого показателя мало для создания повторного импульса, из-за чего лампа начинает стабильно работать.

Какими недостатками она обладает:

1. Сравнивая со схемой, где применяется электронный балласт. расход электроэнергии выше на десять-пятнадцать процентов.
2. В зависимости от того, сколько лампа уже проработала времени, период запуска будет увеличиваться и может дойти до трёх-четырёх секунд.
3. Такая схема подключения люминесцентных ламп со временем способствует появлению гудения. Такой звук будет исходить от пластин дросселя.
4. В процессе работы светильника будет довольно высокий коэффициент пульсации света. Такое явление негативно сказывается на зрении человека, а при продолжительном нахождение действие таких мерцающих лучей может стать причиной ухудшения зрения.
5. Неспособны работать при низкой температуре. Таким образом, отпадает возможность использовать такие лампы на улице или в неотапливаемых помещениях.

Подключаем лампу, используя электронный балласт

Главным отличием такой системы от электромагнитной то, что напряжение, которое доходит до самой лампы имеет повышенную частоту начиная от 25 и доходит до 140 кГц. Благодаря повышению частоты тока, значительно уменьшается показатель мерцания, и он находит на таком уровне, который уже не является слишком вредным для человеческого глаза.

Подключение с ЭПРА

Система ЭПРА используется специальный автогенератор в своей схеме, такое дополнение включает трансформатор и выходной каскад на всех транзисторах. Зачастую производители указывают схему прямо на задней части блока светильника. Таким образом, у вас сразу есть наглядный пример, как правильно подключить и установить устройство для работы от сети.

Преимуществами стартерной схемы подключения

• Стартерная система продлевает период работы светильника.
• Особый принцип работы также продлевает период службы примерно на десять процентов.
• Благодаря принципу действия, устройство экономит около двадцати-тридцати процентов потребляемой электроэнергии.
• Облегчённая установка, так как производитель указывает схему, по которой должна происходить установка взятого вами светильника.
• Во время работы практически полностью отсутствует мерцание и шум от светильника. Такие явления присутствуют, но они незаметны для человека и никак не влияют на здоровье.

Существуют модели, которые поддерживают установку диммера в качестве регулятора. Установка таких приборов несколько отличается от стандартной установки.

Подведём итог

Мы постарались раскрыть вопрос как подключить люминесцентную лампу, показали схемы, с помощью которых происходит подключение люминесцентных ламп. Разобравшись со схемой электромагнитного и электронного балласта, вы можете решить какую лучше использовать именно в вашем случае. Но так как первая имеет ряд значительных недостатков, то скорей всего выбор ляжет именно на электронный балласт.

Причины неисправностей — решение проблем

Схема электронного дросселя была придумана позже, и разрабатывалась специально для того, чтобы убрать все недостатки электромагнитного аналога, с целью максимального повышения качества освещения с помощью люминесцентных ламп.

Установка таких устройств уже не составляет особого труда, как это было раньше. Производители начали указывать схему, по которой производится установка на тыльной стороне прибора что значительно облегчает работу монтажника.

Устройство люминесцентной лампы

Люминесцентные лампы — 2-ой в мире по распространенности источник света, а в Стране восходящего солнца они занимают даже 1-ое место, обогнав лампы накаливания. Раз в год в мире делается более 1-го млрд люминесцентных ламп.

1-ые образцы люминесцентных ламп современного типа были показаны американской
компанией General Electric на Глобальной выставке в Нью-Йорке в 1938 году. За 70 лет существования они крепко вошли в нашу жизнь, и на данный момент уже тяжело представить какой-либо большой магазин либо кабинет, в каком не было бы ни 1-го осветительного прибора с люминесцентными лампами.

Люминесцентная лампа — это обычный разрядныйисточник света низкого давления . в каком разряд происходитв консистенции паров ртути и инертного газа . в большинстве случаев — аргона. Устройство лампы показано на рис. 1.

Пробирка лампы — это всегда цилиндр 1 из стекла с внешним поперечником 38, 26, 16 либо 12 мм. Цилиндр может быть прямым либо изогнутым в виде кольца, буковкы U либо более сложной фигуры. В торцевые концы цилиндра герметично впаяны стеклянные ножки 2, на которых с внутренней стороны смонтированы электроды 3. Электроды по конструкции подобны биспиральному телу накала ламп накаливания и также делаются из вольфрамовой проволоки. В неких типах ламп электроды изготовлены в виде триспирали, другими словами спирали из биспирали. С внешней стороны электроды подпаяны к штырькам 4 цоколя 5. В прямых и U-образных лампах употребляется только два типа цоколей — G5 и G13 (числа 5 и 13 указывают расстояние меж штырьками в мм).

Как и в лампах накаливания, из пробирок люминесцентных ламп воздух кропотливо откачивается через штенгель 6, впаянный в одну из ножек. После откачки объем пробирки заполняется инертным газом 7 и в него вводится ртуть в виде маленький капли 8 (масса ртути в одной лампе обычно около 30 мг ) либо в виде так именуемой амальгамы, другими словами сплава ртути с висмутом, индием и другими металлами.

На биспиральные либо триспиральные электроды ламп всегда наносится слой активирующего вещества — это обычно смесь окислов бария, стронция, кальция, время от времени с маленький добавкой тория.

Если к лампе приложено напряжение большее, чем напряжение зажигания, то в ней меж электродами появляется электронный разряд, ток которого непременно ограничивается какими-либо наружными элементами. Хотя пробирка заполнена инертным газом, в ней всегда находятся пары ртути, количество которых определяется температурой самой прохладной точки пробирки.Атомы ртути возбуждаются и ионизируются в разряде еще легче, чем атомы инертного газа, потому и ток через лампу, и ее свечение определяются конкретно ртутью.

В ртутных разрядах низкого давления толика видимого излучения не превосходит 2 % от мощности разряда, а световая отдача ртутного разряда — всего 5-7 лм/Вт. Но больше половины мощности, выделяемой в разряде, преобразуется в невидимое уф-излучение с длинами волн 254 и 185 нм. Из физики понятно: чем короче длина волны излучения, тем большей энергией это излучение обладает. При помощи особых веществ, именуемых люминофорами, можно перевоплотить одно излучение в другое, при этом, по закону сохранения энергии, «новое» излучение может быть только «менее энергичным», чем первичное. Потому уф-излучение можно перевоплотить в видимое при помощи люминофоров, а видимое в ультрафиолетовое — нельзя.

Вся цилиндрическая часть пробирки с внутренней стороны покрыта узким слоем конкретно такового люминофора 9, который и превращает уф-излучение атомов ртути в видимое. В большинстве современных люминесцентных ламп в качестве люминофора употребляется галофосфат кальция с добавками сурьмы и марганца (как молвят спецы, «активированный сурьмой и марганцем»). При облучении такового люминофора уф-излучением он начинает сиять белоснежным светом различных цветов. Диапазон излучения люминофора — сплошной с 2-мя максимумами — около 480 и 580 нм (рис. 2).

1-ый максимум определяется наличием сурьмы, 2-ой — марганца. Меняя соотношение этих веществ (активаторов), можно получить белоснежный свет различных цветовых цветов — от теплого до дневного. Потому что люминофоры превращают в видимый свет больше половины мощности разряда, то конкретно их свечение определяет светотехнические характеристики ламп.

В 70-е годы прошлого века начали делать лампы не с одним люминофором, а стремя, имеющими максимумы излучения в голубой, зеленоватой и красноватой областях диапазона (450, 540 и 610 нм). Эти люминофоры были сделаны сначало для кинескопов цветного телевидения, где с помощью их удалось получить полностью применимое проигрывание цветов. Композиция 3-х люминофоров позволила и в лампах достигнуть существенно наилучшей цветопередачи при одновременном увеличении световой отдачи, чем при использовании галофосфата кальция. Но новые люминофоры еще дороже старенькых, потому что в их употребляются соединения редкоземельных частей — европия, церия и тербия. Потомув большинстве люминесцентных ламп как и раньше используются люминофоры на базе галофосфата кальция.

Электроды в люминесцентных лампах делают функции источников и приемников электронов и ионов, за счет которых и протекает электронный ток через разрядный просвет. Для того чтоб электроны начали перебегать с электродов в разрядный просвет (как молвят, для начала термоэмиссии электронов), электроды должны быть нагреты до температуры 1100 – 1200 0С. При таковой температуре вольфрам сияет очень слабеньким вишневым цветом, испарение его сильно мало. Но для роста количества вылетающих электронов на электроды наносится слой активирующего вещества, которое существенно наименее термостойко, чем вольфрам, и при работе этот слой равномерно распыляется с электродов и оседает на стенах пробирки. Обычно конкретно процесс распыления активирующего покрытия электродов определяет срок службы ламп.

Для заслуги большей эффективности разряда, другими словами для большего выхода уф-излучения ртути, нужно поддерживать определенную температуру пробирки. Поперечник пробирки выбирается конкретно из этого требования. Во всех лампах обеспечивается приблизительно однообразная плотность тока — величина тока, деленная на площадь сечения пробирки. Потому лампы разной мощности в колбах 1-го поперечника, обычно, работают при равных номинальных токах.Падение напряжения на лампе прямо пропорционально ее длине. А потому что мощность равна произведению тока наальна их д напряжение, то при схожем поперечнике пробирок и мощность ламп прямо пропорционлине. У самых массовых ламп мощностью 36 (40) Вт длина равна 1210 мм, у ламп мощностью 18 (20) Вт — 604 мм.

Большая длина ламп повсевременно заставляла находить пути ее уменьшения. Обычное уменьшение длины и достижение подходящих мощностей за счет роста тока разряда нерационально, потому что при всем этом возрастает температура пробирки, что приводит к повышению давления паров ртути и понижению световой отдачи ламп. Потому создатели ламп пробовали уменьшить их габариты за счет конфигурации формы — длинноватую цилиндрическую пробирку сгибали напополам (U-об- различные лампы) либо в кольцо (кольцевые лампы).В СССР уже в 50-е годы делали U-образные лампы мощностью 30 Вт в пробирке поперечником 26 мм и мощностью 8 Вт в пробирке поперечником 14 мм.

Но кардинально решить делему уменьшения габаритов ламп удалось исключительно в 80-е годы, когда начали использовать люминофоры, допускающие огромные электронные нагрузки, что позволило существенно уменьшить поперечник пробирок. Пробирки стали делать из стеклянных трубок с внешним поперечником 12 мм и неоднократно изгибать их, сокращая тем общую длину ламп. Появились так называемые компактные люминесцентные лампы. По механизму работы и внутреннему устройству малогабаритные лампы не отличаются от обыденных линейных ламп.

Посреди 90-х годов на мировом рынке появилось новое поколение люминесцентных ламп, в маркетинговой и технической литературе называемое «серией Т5» (в Германии — Т16). У этих ламп внешний поперечник пробирки уменьшен до 16 мм (либо 5/8 дюйма, отсюда и заглавие Т5). По механизму работы они также не отличаются от обыденных линейных ламп. В конструкцию ламп внесено одно очень принципиальное изменение — люминофор с внутренней стороны покрыт узкой защитной пленкой, прозрачной и для ультрафиолетового, и для видимого излучения. Пленка защищает люминофор от попадания на него частиц ртути, активирующего покрытия и вольфрама с электродов, по этому исключается «отравление» люминофора и обеспечивается высочайшая стабильность светового потока в течение срока службы. Изменены также состав наполняющего газа и конструкция электродов, что сделало неосуществимой работу таких ламп в старенькых схемах включения. Не считая того — в первый раз с 1938 года — изменены длины ламп таким макаром, чтоб размеры осветительных приборов с ними соответствовали размерам стандартных модулей очень престижных на данный момент навесных потолков.

Люминесцентные лампы, в особенности последнего поколения в колбах поперечником 16 мм, существенно превосходят лампы накаливания по световой отдаче и сроку службы. Достигнутые сейчас значения этих характеристик равны 104 лм/Вт и 40000 часов.
Но люминесцентные лампы имеют и огромное количество недочетов, которые следует знать и учесть при выборе источников света:

1. Огромные габариты ламп нередко не позволяют перераспределять световой поток необходимым образом.
2. В отличие от ламп накаливания, световой поток люминесцентных ламп очень находится в зависимости от окружающей температуры (рис. 3).

3. В лампах содержится ртуть — очень ядовитый металл, что делает их экологически небезопасными.
4. Световой поток ламп устанавливается не сходу после включения, а спустя некое время, зависящее от конструкции осветительного прибора, окружающей температуры и самих ламп. У неких типов ламп, в которые ртуть вводится в виде амальгамы, это время может достигать 10-15 минут.
5. Глубина пульсаций светового потока существенно выше, чем у ламп накаливания, в особенности у ламп с редкоземельными люминофорами. Это затрудняет внедрение ламп в почти всех производственных помещениях и, не считая того, негативно сказывается на самочувствии людей, работающих при таком освещении.
6. Как было сказано выше, люминесцентные лампы, как и все газоразрядные приборы, требуют для включения в сеть использования дополнительных устройств.

Источники: http://fb.ru/article/233664/ustroystvo-i-shema-vklyucheniya-lyuminestsentnoy-lampyi, http://proosveschenie.ru/proizvodstvennye-pomeshheniya/skhema-vklyucheniya-lyuminescentnykh-lamp.html, http://elektrica.info/ustrojstvo-lyuminestsentnoj-lampy/