Схемы электронных балластов для люминесцентных ламп: Электронный балласт — устройство, ремонт и схема подключения для люминисцентных ламп

Лампы дневного света (ЛДС) в виде длинной трубки давно применяются как в быту, так и в офисах. Главное их преимущество, по сравнению с лампами накаливания, – большая светоотдача, долговечность и экономия электроэнергии.

В старых светильниках применяли тяжелые дроссели и стартеры, они долго и с миганием зажигали лампы, работали ненадежно, гудели, а лампы мигали. На смену им пришли электронные балласты. Они легче по весу, мгновенно зажигают лампу, не гудят, работают в широком диапазоне питающих напряжений, не мигают, так как работают на больших частотах, и по стоимости приблизились к светильникам с тяжелыми дросселями.

Внешний вид такого светильника китайского производства типа DL-3011 для ЛДС мощностью 36 Вт показан на фото. Его номинальное питающее напряжение 220…240 В/50 Гц, но при испытаниях показал работоспособность и в диапазоне напряжений 100…240 B. Сам электронный блок питания (балласт) помещается внутри светильника в пластмассовой коробке. Он смонтирован на монтажной плате размерами 107х27 мм (рис. 1).

Принципиальная схема ЭПРА нарисована по монтажной плате и показана на рис.2 Все элементы на ней обозначены так же, как и на монтажной плате.

Вначале вспомним принцип зажигания люминесцентных ламп, в том числе и при применении электронных балластов. Для этого необходимо выполнить два условия: первое – разогреть обе ее нити накала, второе – приложить большое (около 600 В) напряжение. Величина напряжения зажигания прямо пропорциональна длине стеклянной люминесцентной лампы, т.е. для коротких (18 Вт) ламп оно меньше, а для длинных (36…40 Вт) ламп – больше.

Работа электронного балласта

Вначале сетевое напряжение выпрямляется до постоянного напряжения 260…270 В (измерено на работающем преобразователе при напряжении сети ~220 В) и сглаживается электролитическим конденсатором С1 (15 мкФ/400 В).

Далее двухтактный полумостовой преобразователь, активными элементами которого являются два биполярных высоковольтных транзистора структуры n-p-n (MJE13005), называемыми ключами (рис.2), преобразует постоянное напряжение 260…270 В в высокочастотное напряжение частотой 38 кГц, что позволяет значительно уменьшить габариты и вес балласта. Нагрузкой и одновременно управляющим элементом преобразователя является трансформатор (обозначен на схеме как TU38Q2) со своими тремя обмотками, из них две – управляющие обмотки (каждая по 4 витка) и одна – рабочая, состоящая из двух витков (рис.2 см. прикрепленные данные). Цепь с рабочей обмоткой создает нагрузку на преобразователь.

Первоначальный запуск преобразователя обеспечивает симметричный динистор, обозначенный в схеме DB3. Он открывается, когда после включения электросети напряжение в точках его подключения превысит порог срабатывания. При открытии динистор подает импульс на базу транзистора, после чего преобразователь запускается.

Транзисторные ключи открываются противофазно от импульсов с управляющих обмоток. Для этого обмотки включены в базы транзисторов противофазно (на рис.2 начало обмоток обозначены точками). Открытие каждого ключа вызывает наводку импульсов в двух противоположных обмотках, в том числе и в рабочей обмотке (2 витка). Переменное напряжение с рабочей обмотки L1 подается на люминесцентную лампу через последовательную цепь, состоящую из обмотки L1, первой нити накала лампы, С5 (4700 пФ/1200 В), второй нити накала лампы, С4 (100 нФ/400 В). Величины индуктивностей и емкостей в этой цепи подобраны так, что в ней возникает резонанс напряжений при неизменной частоте преобразователя.

На конденсаторе С5 (470 пФ/1200 В), включенном в резонансную цепь (к лампе), происходит самое большее падение напряжение (так как у С5 самое большое реактивное сопротивление из всех элементов контура), оно зажигает лампу.

Следовательно, максимальный ток в резонансной цепи разогревает обе ее нити накала, а большое резонансное напряжение на конденсаторе С5 зажигает лампу.

Зажженная лампа хотя и уменьшает свое сопротивление, но, как показали измерения, переменное напряжение на ней (и на конденсаторе С5) составляет около 295 В, а на дросселе L1 – около 325 В. Т.е. резонанс напряжений в цепи продолжается, из-за чего уже зажженная лампа и продолжает гореть. Дроссель L1 своей индуктивностью ограничивает ток в зажженной лампе, так как ее сопротивление после зажигания уменьшается. После зажигания лампы преобразователь продолжает работать в автоматическом режиме, не меняя свою частоту с момента запуска. Весь этот процесс зажигания длится менее 1 с.

При испытаниях светильник сохранял работоспособность в диапазоне питающего напряжения переменного тока от 220 В до 100 B, при этом частота преобразования увеличивалась с 38 кГц до 56 кГц, но яркость свечения лампы при напряжении 100 B заметно уменьшилась.

Следует отметить, что на люминесцентную лампу все время подается переменное напряжение, так как это обеспечивает равномерный износ эмиссионных способностей нитей накаливания и этим увеличивает срок службы лампы. При питании лампы постоянным током срок ее службы уменьшается на 50%.

Детали электронного балласта

Типы радиоэлементов указаны в принципиальной схеме (рис.2 см. прикрепленные данные). В состав устройства входят:

1. Т1, Т2 – транзисторные ключи MJE13005 китайского производства (аналог КТ8164А), структуры n-p-n, в корпусе TO-220 (400 В/4 A, в импульсе 8 А). Их можно заменить КТ872А (1500 В/8 A, корпус Т26а). Цоколевка MJE13005 показана на рис.2 (см. прикрепленные данные). При установке новых транзисторов всегда определяйте правильность выводов БКЭ, так как в аналогах она может не совпадать.
2. Трансформатор TU38Q2 с ферритовым кольцом, размер которого 11х6х4,5, его вероятная магнитная проницаемость около 2000. Трансформатор имеет 3 обмотки, две из них (управляющие) содержат по 4 витка и одна (рабочая) – 2 витка.
3. Диоды D1–D7 типа 1N4007 (1000 В/1 А). D1–D4 – выпрямительный мост, D6, D7 – демпферные диоды, а диод D5 разделяет источники питания.
4. Цепочка R1C2 обеспечивает задержку пуска преобразователя с целью его «мягкого» пуска и не допущения большого пускового тока.
5. Симметричный динистор типа DВ3 (U_зс.max=32 B; U_ос=5 В; U_{неотп.и.max}=5 B) обеспечивает первоначальный запуск преобразователя.
6. R3, R4 – ограничивающие резисторы в цепи эмиттера транзисторов. При экстремальных условиях сгорают, защищая более дорогие транзисторы.
7. R5, R6 – гасящие резисторы в цепи базы транзисторов.
8. D6, С3, R2 – демпферная цепочка, препятствующая выбросам напряжения на ключе в момент его запирания, демпферную функцию выполняет и диод D7, но на втором ключе. Кроме того, С3 уменьшает частоту преобразования.
9. Дроссель L1 состоит из двух склеенных между собой Ш-образных ферритовых половинок. L1 участвует в резонансе напряжений (совместно с С5 и С4) для обеспечения зажигания лампы и поддержки ее в рабочем состоянии, а также ограничивает ток в светящейся лампе.
10. С5 (4700 пФ/1200 B), С4 (100 нФ/400 B) – конденсаторы в цепи люминесцентной лампы, участвующие в ее зажигании (через резонанс напряжений), а после зажигания поддерживают ее в рабочем (светящемся) режиме. Максимально допустимое напряжения конденсатора С5=1200 В, такая величина подобрана неслучайно. При зажигании напряжение на С5 может превышать 600…700 В, и конденсатор должен выдержать его.
11. Конденсаторы 22 нФ/100 В (на схеме производители их не обозначили) предназначены для уменьшения частоты работы преобразователя. Напомним, что она равна 38 кГц при номинальном питающем напряжении.
12. С1 (15 мкФ/400 В) – единственный оксидный конденсатор в балласте, выполняющий функцию сглаживания выпрямленного напряжения питающей электросети.
13. F1 – мини-предохранитель в стеклянном корпусе номиналом 1 А.

Ремонт

При ремонте платы под напряжением будьте осторожны, так как ее радиоэлементы находятся под фазным напряжением.

Перегорание (обрыв) накальных спиралей люминесцентной лампы, при этом блок питания остается исправным. Это типичная неисправность. Устраняется она простой заменой стеклянной лампы, которая продается в любом магазине электротоваров и стоит около 1,5 USD. Применять можно лампы мощностью 36 и 40 Вт.

Трещины в пайке монтажной платы

Причины их появления: периодическое нагревание и последующее, после выключения, остывание места пайки, а также низкокачественная пайка платы изготовителем. Нагреваются места пайки от элементов, которые греются, – это транзисторные ключи. Такие трещины могут проявиться после нескольких лет эксплуатации, т.е. после многократного нагревания и остывания места пайки. Устраняется неисправность повторной пайкой трещины. Иногда необходимо предварительно зачистить место пайки.

Повреждение отдельных радиоэлементов

Отдельные радиоэлементы могут повредиться от скачков напряжения в электросети. В первую очередь, это транзисторы MJE13005. Производители не предусмотрели защиты схемы от всплесков напряжений, например, варисторами. Скачки напряжений часто имеют место в сельских электросетях во время сильных ветров и молний, поэтому во время таких атмосферных явлений светильник лучше не включать. Имеющийся в схеме предохранитель (1А) не защитит радиоэлементы от скачков напряжений, а лишь при пробое радиоэлементов.

% PDF-1.4 % 192 0 объект > эндобдж xref 192 53 0000000016 00000 н. 0000002699 00000 н. 0000002784 00000 н. 0000003005 00000 н. 0000003136 00000 п. 0000003348 00000 п. 0000003896 00000 н. 0000004036 00000 н. 0000004746 00000 н. 0000005303 00000 н. 0000006183 00000 п. 0000006566 00000 н. 0000006832 00000 н. 0000007109 00000 н. 0000007377 00000 н. 0000007480 00000 н. 0000009767 00000 н. 0000010089 00000 п. 0000010475 00000 п. 0000010669 00000 п. 0000010955 00000 п. 0000011917 00000 п. 0000012053 00000 п. 0000012949 00000 п. 0000013086 00000 п. 0000013372 00000 п. 0000014332 00000 п. 0000015184 00000 п. 0000015911 00000 п. 0000016487 00000 п. 0000017041 00000 п. 0000022367 00000 п. 0000022833 00000 п. 0000023206 00000 п. 0000023539 00000 п. 0000024150 00000 п. 0000024917 00000 п. 0000035401 00000 п. 0000044977 00000 п. 0000048236 00000 п. 0000048503 00000 п. 0000048714 00000 п. 0000063675 00000 п. 0000066574 00000 п. 0000066851 00000 п. 0000067065 00000 п. 0000094287 00000 п. 0000097645 00000 п. 0000097918 00000 п. 0000098128 00000 п. 0000098415 00000 п. 0000100788 00000 н. 0000001356 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 244 0 объект > поток x ڬ UmLU @ W> ZB RFřʺ [Rc [AE ֕ eh) P i1, c «.ozhAlWwk8uiN0f? у / o 9T43k1 \ SO6I (F0; b = ‘@ U : \ Kh: vU & ն +] — LeUvδ {T (϶LX $ 2 = UN, × h4; l ט cJ & 4z, Q 꿞 — 5J1

(PDF) Конфигурации электронных балластных цепей для люминесцентных ламп

6

при открытой нагрузке [17] . После ионизации лампы S2 приводит в действие лампу

. Как только сопротивление лампы падает, напряжение на

S2 становится меньше, чем при запуске. Ток нити

вместе с напряжениями на S1 и S3 Обратная связь

обмоток выходного трансформатора Т1 управляют транзисторами.

На рисунке 10 показаны формы установившихся сигналов балластной цепи, питаемой напряжением

, для различных значений токов индуктивности и коллектора

.

В установившемся режиме пиковое напряжение на транзисторе

Рис. 9. Цепь двухтактного резонансного балласта [17]

Рис. 10. Формы сигналов установившегося режима двухтактного балласта

торцев равны удвоенному значению. пикового напряжения питания из-за отражения

от трансформатора:

Vpeak = 2 × √2 × Vmains (1)

Для сети 220 В это дает значение около 620 В.Добавлен запас прочности

для защиты устройства от переходных процессов

при включении и выключении, и следует использовать устройства с рейтингом около 1400

[17]. В таблице 2 показаны значения тока рабочего коллектора

для различных топологий балласта ламп для различных рабочих напряжений

. Показаны различные топологии

, работающие в своих собственных диапазонах мощности.

IX. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой статье мы представили различные типы схем

конфигураций для люминесцентных ламп, работающих на электронных балластах

.Характеристики электронных балластов также примерно

по сравнению с магнитными балластами. Высокоэффективные электронные балласты

предпочтительнее электромагнитных из-за

Рис. 11. Значения тока рабочего коллектора для топологий балласта ламп

с их особенностями, такими как уменьшение веса, повышение эффективности и уменьшение мерцания

. Это, в частности, достигается за счет увеличения рабочей частоты

с нормальной рабочей частоты

до гораздо более высокой частоты, таким образом повышая эффективность лампы

примерно на 10%

ССЫЛКИ

[1] Майкл Байранзаде, «Конструкция электронного балласта лампы. , Примечание по применению

AN1543 / D, 1995.

[2] Азлан Камил Б. Мохаммад Фаузи, «Самоколебательный диммируемый электронный балласт

tronic, март 2006 г.

[3] Спенглер, Джим, и Ануп К. Бехера. «Методы коррекции коэффициента мощности

, используемые для балластов люминесцентных ламп». Общество промышленных приложений An-

Ежегодное собрание, 1991 г., Отчет о конференции 1991 г., IEEE. IEEE, 1991.

[4] Тростл, А., «Самоконфигурируемый интерфейс регулировки яркости для люминесцентных ламп

балластов», Протокол конференции 2001 IEEE Industry Applications

Conference, 2001.Тридцать шестое ежегодное собрание МСФО, том 2, №, стр. 906-

911 том 2, 30 сентября — 4 октября 2001 г.

[5] Бланко, Сесилио, Маркос Алонсо, Эмилио Лопес, Антонио Каллеха , и

Мануэль Рико. «Одноступенчатый балласт для люминесцентных ламп с высокой мощностью

». На конференции и выставке прикладной силовой электроники, 1996.

APEC’96. Материалы конференции 1996 г., одиннадцатый ежегодник, т. 2. С.

616-621. IEEE, 1996.

[6] Wu, T-F., M-C. Чан и Э.Б.Чанг. «Анализ и разработка одноступенчатого электронного балласта с высоким коэффициентом мощности

и функцией диммирования». В

Конференция и выставка по прикладной силовой электронике, 1997. APEC’97

Conference Proceedings 1997., Twelfth Annual, vol. 2. С. 1030-1036.

IEEE, 1997.

[7] Сринвасан, Р., Оруганти, Р., «Единичный коэффициент преобразователя мощности с использованием топологии повышения мощности моста Half-

, IEEE, Transactions on Power Electronics», vol.

13, вып.13, 1999.

[8] Фрейтас-Виейра, Дж. К. М., Зорал, Л., «Электронный балласт с высоким коэффициентом мощности

на основе одного каскада обработки мощности», IEEE, PESC’95, стр. 687-

693, 1995.

[9] Alonso, JM, Calleja, AJ, Ferrero, FJ, Lopez, E., Ribas, J., Rico —

Secades, M., «Одноступенчатая установка постоянной мощности высокой мощности. Factor Elec-

tronic Ballast с возможностью диммирования », IEEE, PESC’98, vol 2. 1998.

[10] do Prado, RN, Bonalso, S.А., Грефф, Д.С., «К High Power Fac-

tor Flyback-Half Bridge для преобразователя люминесцентного освещения», IEEE,

IECON’98, 1998.

[11] Deng, E. , «Одноступенчатый, высокий коэффициент мощности, балласт лампы»,

IEEE, APEC’94, 1994.

[12] Бриоши, Р. О., Ламего, М. М., Виейра, Л. Ф., «Недорогая электроника высокой мощности

. Ballast, Proceedings of the IEEE Industry Applications

Society Annual Meeting », 1997, pp. 2360-2365.

[13] Алонсо, Дж.M., Calleja, AJ, Ribas, J., Lopez, E., Rico-Secades, M., «A

Новый недорогой интегрированный балласт с высоким коэффициентом мощности для люминесцентных ламп

», Proceedings of the IEEE Конференция по промышленной электронике

IECON97, стр. 941-946.

[14] Сюн, Вэй. «Контроль истечения срока службы балласта параллельных ламп». Патент США

8,947,020, выдан 3 февраля 2015 г.

[15] Xiong, Wei. «Непрямое определение угла проводимости линейного напряжения для балласта с регулируемой яркостью прерывателя

.”Патент США 8,947,015, выдан 3 февраля

2015.

[16] Виджаясаратхи, Н. и С. Сантия. «Моделирование и анализ рабочих характеристик параллельного резонансного инвертора для применения в электронных балластах».

Моделирование 4, вып. 2 (2015).

[17] A.Vitanza, R.Scollo, A.Hayes, «Электронный балласт для люминесцентных ламп,

Application Note STMicroelectronics, 1999.

[18] Робертс, Л. Майкл. «Как работают магнитно-индукционные лампы». Интернет, 2011.

Как работают люминесцентные лампы

© 2007 Род Эллиотт (ESP)

Статья «Традиционные люминесцентные ламповые лампы и их альтернативы» рассматривает работу люминесцентных ламп в довольно простых терминах, но здесь мы рассмотрим лампы и их балласты (как «традиционные» магнитные, так и электронные) и немного углубимся в их внутреннюю часть. выработки.Используются альтернативные схемы балласта (например, схема «опережение / запаздывание»), и это показано в предыдущей статье. Здесь это не рассматривается, потому что речь идет о том, как они работают, а не о способе подключения фитингов.

Принцип работы люминесцентной лампы сильно отличается от простой лампы накаливания, и современные люминесцентные лампы (особенно компактные люминесцентные лампы или КЛЛ) используют электронные балласты для регулирования напряжения на лампе и тока через нее.При первом запуске необходимо обеспечить значительно более высокое напряжение, чем обычно, чтобы вызвать возникновение внутренней дуги, а после запуска ток должен быть ограничен до безопасного значения для трубки.

В этой статье показаны некоторые способы достижения этих целей, начиная с базового индуктивного балласта, который был основой производства люминесцентных ламп на протяжении многих лет.

Обратите внимание, что показанные здесь формы сигналов представляют собой комбинацию моделирования и реальных измерений. При необходимости смоделированные формы сигналов корректируются для соответствия измеренным. Причина такого подхода проста … симулятор не может представить нагрузку с отрицательным импедансом с соответствующими напряжениями удара и другими характеристиками, которые представляет люминесцентная лампа. Точно так же очень сложно (и потенциально смертельно) пытаться уловить все напряжения и токи, которые существуют в цепях реальных люминесцентных ламп.

Хотя принятый подход действительно вносит некоторые незначительные ошибки в показанные формы сигналов, они относительно незначительны, а конечный результат находится в пределах любого традиционного производственного допуска для балластов, ламп и других компонентов.

Для объяснения индуктивного балласта я использовал старую «компактную» люминесцентную лампу, которая идеально подходит для тестирования. Хотя он по-прежнему работает, световой поток несколько ниже, чем должен быть, но это лишь немного меняет некоторые измеренные значения. Принципы не меняются.

Сама лампа имеет следующие характеристики …

Диаметр трубки	11,3 мм (нестандартный)
Длина	533 мм (21 дюйм)
Сопротивление нити (в холодном состоянии)	12.8 Ом
Сопротивление нити (горячее)	23 Ом
Балластное сопротивление	105 Ом
Балластная индуктивность	2,11 H
9018 9018 Стартер Стартер 6	1,2 нФ

Диаметр люминесцентных ламп обычно обозначается как T8 (например). Это означает, что диаметр составляет 8 x 1/8 дюйма, что составляет 1 дюйм (25.4 мм). Ранние лампы были T12 (1½ дюйма или 38 мм в диаметре), но они были уменьшены в размерах до T8, когда были представлены (тогда) «новые» высокоэффективные типы. Стандартная 4-футовая трубка (1200 мм) раньше рассчитывалась на 40 Вт, но их заменили на 36 Вт, а светоотдача была улучшена. Последнее воплощение — T5 (диаметр 16 мм), в котором используется меньшее расстояние между выводами и другое приспособление для надгробия. Они также короче (1163 мм) и не подходят для стандартного светильника. разработан для более ранних ламп.

В случае моего тестового образца диаметр трубки намного меньше обычного, потому что лампа обозначена как компактная, поэтому ее складывают, чтобы уменьшить общую длину.Упоминается сопротивление нити, потому что оно будет упомянуто позже в этой статье. Схема представлена ​​ниже и является стандартной во всех отношениях.

Рисунок 1 — Схема люминесцентной лампы

Катушка индуктивности — это балласт, и на самом деле это гораздо более важный компонент, чем он может показаться. Он не только ограничивает максимальный ток трубки, но и используется для генерации импульсов высокого напряжения, необходимых для запуска плазменной дуги внутри трубки. Сама люминесцентная лампа имеет на каждом конце нагреватель, небольшое количество ртути и инертный газ (обычно аргон). Стенка трубки покрыта люминофором, излучающим видимый свет при возбуждении интенсивным коротковолновым ультрафиолетовым светом, излучаемым ртутным дуговым разрядом. Дополнительный конденсатор (C2) предназначен для коррекции коэффициента мощности — подробнее об этом позже.

Маленькая лампочка — стартер. Биметаллическая полоса запечатана в стеклянную оболочку с (обычно) неоновым газом внутри. При подаче питания напряжения более чем достаточно, чтобы вызвать дугу в неоновом пускателе, но не настолько, чтобы вызвать дугу в самой лампе.Тепло от неоновой дуги заставляет биметаллическую полосу изгибаться, пока она не замыкает контакты. Затем дуга в неоновом стартере прекращается, и сеть подключается через балласт и нити на каждом конце трубки через выключатель стартера.

Когда в пускателе нет дуги (или накала), биметаллическая полоса охлаждается, и примерно через секунду выключатель размыкается. Прерывание тока через катушку индуктивности вызывает возврат напряжения — импульс высокого напряжения, который (будем надеяться) зажжет дугу в трубке. Если дуга не запускается с первого раза, процесс повторяется до тех пор, пока не начнется. Вот почему стандартные люминесцентные лампы при включении несколько раз мигают. Нити — это нагреватели, которые действуют как катоды (эмиттеры электронов) и необходимы для обеспечения достаточного количества тепла для испарения ртути и для получения хорошего потока электронов для возбуждения плазмы. Когда лампа работает нормально, потока электронов достаточно для поддержания приемлемой рабочей температуры нити накала. Обе нити действуют как катоды и аноды поочередно, потому что полярность меняется 50 (или 60) раз в секунду.

Плазма имеет интересную характеристику … отрицательное сопротивление! Как только начинается дуга, более высокий рабочий ток вызывает падение сопротивления и меньшее напряжение появляется на трубке. Если бы это продолжалось, трубка очень быстро разрушилась бы. Балласт предотвращает это, потому что он вводит последовательный импеданс для ограничения тока. Сопротивление не сработает, потому что оно слишком расточительно и не обеспечивает накопления энергии для генерации всплеска обратного напряжения, чтобы повторно зажигать дугу при каждом изменении полярности.

Рисунок 2 — Рабочие осциллограммы

На рисунке 2 вы можете видеть, что когда ток трубки (зеленая кривая) максимален, напряжение (красная кривая) на трубке минимально. Эффект можно увидеть сразу после каждого скачка напряжения. По мере увеличения тока напряжение падает (для этой трубки минимум составлял ± 126 В). Пик в точке пересечения нуля формы волны тока генерируется балластом, и именно он повторно зажигает дугу на каждом полупериоде подключенной сети.На рисунке 3 показано напряжение на балласте — быстрые переходы соответствуют пикам, приложенным к лампе, и происходят около пика напряжения, где ток прерывается, когда проходит через ноль.

Рисунок 3 — Напряжение и ток в балласте

Форма волны напряжения на балласте по существу представляет собой разницу между приложенным сетевым напряжением и напряжением на лампе. Для работы на 120 В напряжение явно меньше, но лампе все еще нужно где-то между 300-400 В, чтобы зажигать (или повторно зажигать) дугу, поэтому балласт должен иметь возможность компенсировать разницу с помощью обратного импульса на каждом нуле. -пересечение тока.У меня нет люминесцентной лампы на 120 В или пускорегулирующего устройства, поэтому я не могу предоставить полную информацию. То, что люминесцентные лампы вообще работают с напряжением 120 В, несколько примечательно, но легко понять, почему электронные балласты так популярны в США. Многие балласты для стран с напряжением 120 В используют «балласт» автотрансформатора, который увеличивает доступное напряжение и действует как ограничитель тока.

В системе несколько потерь, причем балласт является одним из основных факторов.Балласт, использованный в моих тестах, имеет сопротивление постоянному току 105 Ом, поэтому расходуется почти 7 Вт. Потери на самом деле выше, потому что стальные листы очень быстро нагреваются, поэтому «потери в железе» значительны. Это можно уменьшить только за счет использования стали более высокого качества и более тонких листов. Оба значительно увеличат стоимость.

Каждая нить накала имеет горячее сопротивление 23 Ом, и при работающей лампе на каждой нити присутствует напряжение почти 6 В. Помните, что во время работы конец нити накала, идущий к стартеру, отключается (за исключением очень маленькой емкости на стартере).Измеренное напряжение представляет собой градиент, вызванный током плазмы, и каждая нить накала рассеивает около 1,5 Вт (всего 3 Вт). Только в этих компонентах люминесцентная лампа расходует 10 Вт подаваемой мощности в виде тепла (7 Вт для балласта, 3 Вт для нити накала).

Хотя отходы балласта могут быть уменьшены с помощью более качественного блока, потеря накала необходимы для работы лампы. Это относится ко всем люминесцентным лампам, кроме специализированных типов с холодным катодом, но для них требуется такой же специализированный электронный балласт.CCFL (люминесцентные лампы с холодным катодом) чаще всего встречаются в ЖК-мониторах и телевизорах, но теперь их заменяют светодиоды в новых моделях.

Есть еще одна потеря, которую пользователь не видит и даже не оплачивает. Эти потери являются результатом низкого коэффициента мощности люминесцентных ламп, и это вызвано преимущественно индуктивной нагрузкой. Индуктивная нагрузка вызывает запаздывающий коэффициент мощности, когда максимальный ток возникает после максимального напряжения. Вы также можете рассматривать это как точку, в которой нагрузка (лампа и индуктор) фактически возвращает некоторую мощность источнику питания.Для поставщика электроэнергии это означает, что трансформаторы, кабели и генераторы переменного тока должны выдерживать больший ток, чем должен быть. Это становится очень дорогостоящим, когда очень много нагрузок имеют низкий коэффициент мощности.

Рисунок 4 — Напряжение Vs. Текущие, нескорректированные и исправленные

На Рисунке 4 вы можете видеть, что нескорректированная форма волны тока имеет видимые искажения около точки пересечения нуля. Как вы также можете видеть, среднеквадратичный ток также значительно выше, чем указано в номинальной мощности.Реактивные нагрузки имеют разные значения мощности и ВА, но для резистивной (или нереактивной) нагрузки они одинаковы.

В этом случае ток без C2 составляет 256 мА, а при добавлении C2 он падает до 162 мА. При приложенном напряжении 240 В это означает, что …

Без компенсации	Общая мощность = 38 Вт
	ВА = 61,4	Коэффициент мощности = 0,62
Компенсированный	Общая мощность = 38 Вт
	ВА =9	Коэффициент мощности = 0,97

Коэффициент мощности можно рассчитать, используя фазовую задержку или разделив фактическую мощность на ВА (Вольт * Ампер). Для угла сдвига по фазе ток отстает от напряжения на 57,4 °, а коэффициент мощности рассчитывается путем взятия косинуса фазового угла — 0,53 в данном случае. Цифры разные, потому что форма волны тока не является чистой синусоидой — она ​​имеет искажения. Добавление конденсатора сдвигает фазу искажения, так что форма сигнала компенсированного тока становится плоской (что-то вроде ограничения усилителя).Хотя это вносит гармоники в сеть, их влияние далеко не так плохо, как в некомпенсированной цепи, о чем свидетельствует скорректированный коэффициент мощности. Добавление конденсатора правильного номинала в чисто индуктивную цепь (без искажения формы сигнала) даст коэффициент мощности, равный единице — идеальный вариант.

Также доступны пускорегулирующие аппараты с «быстрым пуском» и пускорегулирующие устройства без пускового устройства. Они выходят за рамки данной статьи, которая предназначена для описания основных принципов, а не для подробного описания всех имеющихся балластов люминесцентного освещения.

Электронные балласты становятся все более распространенными, потому что их можно сделать более эффективными, чем типичные магнитные балласты, и для них требуется гораздо меньше материала. Это делает их дешевле (в изготовлении, но не обязательно для покупки вами), чем люминесцентные лампы с обычным балластом. В частности, теперь все компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) используют электронный балласт, который обычно поставляется вместе с самой лампой. Хотя это удобно, это ужасная трата ресурсов, потому что все электронные компоненты просто выбрасываются, когда лампа выходит из строя.Лампы T5 в настоящее время становятся стандартом для люминесцентного освещения, и для максимального срока службы электронный балласт является обязательным.

В некоторой степени повышение эффективности по сравнению с магнитным балластом может быть иллюзией — по крайней мере, частично. Поскольку они намного легче, есть реальная и определенная экономия на транспортных расходах, но магнитные балласты могут быть такими же эффективными, как и электронная версия, а может быть, даже больше. Как бы то ни было, переход к электронным балластам сейчас не остановить, и по мере того, как цена снизится, их использование будет продолжать расти.У электронных балластов есть и другие преимущества, о которых мы поговорим позже.

Типичная (более или менее) принципиальная схема электронного балласта, используемого в КЛЛ, показана ниже. Те, которые используются для обычных люминесцентных ламп, будут очень похожи, но, как правило, будут использовать обновленные компоненты. В то время как электроника в КЛЛ может прослужить всего 15000 часов, фиксированный электронный балласт, как ожидается, прослужит около 100000 часов или более (более 10 лет непрерывной работы).На самом деле электронный балласт должен быть способен прослужить столько же, сколько и его магнитный аналог, поэтому срок службы 40 лет не так глуп, как может показаться.

Рисунок 5 — Схема электронного балласта [2]

Схема на Рисунке 5 представляет собой немного упрощенную версию схемы, показанной в листе данных Infineon. Он полностью скорректирован по коэффициенту мощности и имеет защиту для обнаружения неисправных (или отсутствующих) ламп. Характерным режимом отказа люминесцентных ламп является «выпрямление», когда одна нить накала (катод) становится значительно слабее другой.Если не обнаружено, смещение постоянного тока приведет к отказу коммутирующих устройств, что сделает балласт бесполезным (маловероятно, что кто-то отремонтирует их, когда они сломаются).

Электронный балласт действительно имеет ряд преимуществ перед магнитной версией. Поскольку дуга полностью погаснет примерно через 1 мс, при использовании более высокой частоты, чем сеть 50 или 60 Гц, дуга останется. Его не нужно наносить повторно, а просто меняет направление [1]. Кроме того, светоотдача увеличивается примерно на 10% выше 20 кГц, поэтому световая отдача улучшается.

До тех пор, пока коэффициент мощности всех этих электронных балластов не будет скорректирован, они будут вызывать проблемы с распределением. К сожалению, во многих странах не требуется, чтобы приборы малой мощности (обычно менее 75 Вт) имели коррекцию коэффициента мощности, но, учитывая распространение КЛЛ и электронных балластов в обычных люминесцентных лампах, это придется изменить. Поскольку освещение используется в каждом доме, проблема неисправленного коэффициента мощности выйдет из-под контроля, если что-то не будет сделано.

В отличие от магнитного балласта (индуктора), коэффициент мощности электронного балласта нельзя скорректировать простым добавлением конденсатора. Как видно на диаграмме выше (хотя это может быть не сразу очевидно), на выходе входного мостового выпрямителя имеется очень маленький конденсатор емкостью 220 нФ. Первый полевой МОП-транзистор работает как повышающий преобразователь и переключается на протяжении каждого полупериода. Таким образом, среднеквадратичный ток, потребляемый из сети, поддерживается в фазе с напряжением, а форма волны тока является приблизительно синусоидальной.Это дает очень хороший коэффициент мощности — возможно лучше 0,9. Чтобы предотвратить возвращение высокоскоростных коммутационных импульсов в сеть, необходима обширная фильтрация, на что указывает фильтр EMI (электромагнитных помех) на входе.

Для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) используется несколько более простая схема, так как схемы предназначены для выбрасывания. Лично я считаю это бессмысленным расточительством и надеюсь, что это не будет продолжаться (или, по крайней мере, будет введена переработка, чтобы восстановить как можно больше).Достаточно типичный инвертор CFL показан ниже …

Рисунок 6 — Типовая схема электронного балласта CFL

Я говорю «достаточно типичный», потому что реальные схемы сильно различаются. Доступны специализированные микросхемы драйверов MOSFET, но большинство дешевых (потребительских) CFL будут использовать вариант вышеупомянутого. Обратите внимание, что резистор 0,47 Ом, показанный на входе, обычно представляет собой плавкий резистор, и он используется в первую очередь в качестве предохранителя. Почему бы не использовать настоящий предохранитель? Резисторы дешевле.Большинство деталей будет выбрано таким образом, чтобы выжить в течение указанного срока службы лампы, поэтому передовые методы проектирования обычно игнорируются, если можно ожидать, что деталь с более низким номиналом (и более дешевая) прослужит около 10 000 часов.

Трансформатор (T1) обеспечивает обратную связь с транзисторами и генерирует базовый ток, необходимый для надежного переключения. Цикл инициируется DIAC — двунаправленным устройством, которое имеет резкий переход из непроводящего состояния в проводящее.Поскольку его характеристики очень похожи на характеристики устройства с отрицательным импедансом, его часто используют в диммерах, люминесцентных балластах и ​​даже стробоскопах. Для получения дополнительной информации щелкните здесь, чтобы перейти к руководству по DIAC.

Обратите внимание, что схемы, показанные выше, предназначены только для информации и не должны быть построены так, как показано. Для некоторых компонентов требуются очень специфические характеристики, трансформаторы и индукторы имеют решающее значение. В схемах нет ничего неправильного, им просто не хватает всей информации, необходимой для их построения.Речь идет о том, как эти вещи работают, а не о том, как их построить.

не совсем понятен большинству энтузиастов электроники, и это вполне понятно, потому что он мало востребован в общих электронных схемах. Есть аспекты коэффициента мощности, которые даже не понимают многие инженеры, которым следует знать лучше. Когда создаются несинусоидальные формы волны тока, даже многие инженеры делают двойную работу, потому что они не могут использоваться для работы с электронными нагрузками.Я рассмотрю здесь оба случая, а также намереваюсь показать методы пассивной и активной коррекции коэффициента мощности. Хотя пассивный PFC (коррекция коэффициента мощности) привлекает своей простотой, на самом деле он оказывается более дорогим из-за необходимости в большой катушке индуктивности. Активный PFC кажется сложным (и это действительно так, если вам нужно его спроектировать), но однажды спроектированный использует относительно дешевые компоненты.

Самый простой случай — индуктивная нагрузка. Это относится ко многим электрическим машинам, включая двигатели, трансформаторы и (конечно) балласты люминесцентного освещения (магнитные типы).Когда двигатель или трансформатор полностью загружены, он проявляет себя как резистивная нагрузка и имеет отличный коэффициент мощности. При малых нагрузках эта же часть оказывается индуктивной, и это приводит к отставанию тока от напряжения. Если нагрузка работает в этом режиме большую часть своего срока службы, необходимо применить поправку, чтобы вернуть PF как можно ближе к единице.

Коэффициент мощности резистивной нагрузки равен , всегда единица — это идеально. Каждый вольт и каждый ампер используются для выработки тепла.Распространенными примерами являются электрические обогреватели, тостеры, чайники и лампы накаливания. Не все нагрузки резистивные, поэтому давайте рассмотрим типичный пример (но упрощенный для простоты описания и понимания).

Электрическая машина обычно работает с половинной нагрузкой, но может потребоваться полная мощность при запуске или для того, чтобы выдерживать переходные нагрузки. Это может быть двигатель или трансформатор — две из наиболее распространенных используемых электрических машин (люминесцентная лампа с магнитным балластом немного сложнее).В каждом случае индуктивная и резистивная составляющие нагрузки будут равны (для половинной мощности), а формы сигналов напряжения, тока и мощности выглядят следующим образом . ..

Рисунок 7 — Электрическая машина на половинной мощности

Как и ожидалось, когда резистивная и индуктивная составляющие равны, наблюдается сдвиг фазы на 45 °, при этом ток отстает от напряжения (запаздывающий коэффициент мощности). Приложенное напряжение — 240 В, резистивная часть нагрузки — 120 Ом, индуктивное реактивное сопротивление — также 120 Ом, мощность — 240 Вт.Мы должны использовать 1 А от сети (240 В x 1 А = 240 Вт), а вместо этого потреблять 1,414 А. Дополнительный ток необходимо подавать, но он полностью расходуется впустую. Что ж, это не совсем так — его возвращают в сеть. Однако, если многие нагрузки делают то же самое, то оно просто рассеивается в виде тепла в трансформаторах, линиях электропередачи и генераторах электростанций. Очень мало реальных нагрузок являются емкостными, поэтому в схему добавляется конденсатор.

При фазовом сдвиге 45 ° коэффициент мощности равен 0.707, и мы потребляем 1,42 А от сети вместо 1 А. Чтобы восстановить ток так, чтобы он был в фазе с напряжением, нам нужно добавить в схему конденсатор. Конденсатор фактически противоположен катушке индуктивности и (сам по себе) будет создавать ведущий коэффициент мощности — ток будет предшествовать напряжению. Добавив в схему конденсатор нужного номинала, коэффициент мощности можно восстановить до единицы, что приведет к значительному снижению тока, потребляемого из сети. Для этого примера 13 мкФ почти идеальны, но даже 10 мкФ уменьшат фазовый сдвиг запаздывания до 14.2 °, и это увеличивает коэффициент мощности до 0,96 — обычно считается максимально близким к идеальному.

Весь процесс несколько нелогичен. То, что нагрузка может потреблять больше тока, чем должно, достаточно легко понять, но то, что повторное прохождение большего тока через конденсатор уменьшит сетевой ток, кажется, не имеет никакого смысла. Все дело в относительной фазе двух токов, и это действительно работает. В противном случае наша энергосистема оказалась бы в крайне тяжелом положении.

Рисунок 8 — Люминесцентный свет при нормальной работе

На несколько упрощенной диаграмме выше показаны кривые напряжения и тока люминесцентной лампы. Упрощение состоит в том, что симуляторы не включают в себя нелинейные нагрузки с отрицательным сопротивлением, но на основной принцип (и результирующие формы сигналов) это существенно не влияет. Как видите, форма сигнала тока немного искажена, и это влияет на форму сигнала после применения компенсации. Фактически, гармоники, генерируемые искажением, сдвинуты по фазе, поэтому окончательная форма волны тока выглядит как обрезанная синусоида.Однако после компенсации коэффициент мощности очень хороший, 0,98 — отличный результат.

Без компенсации потребляемый ток составляет 276,5 мА (что дает коэффициент мощности 0,57), а после компенсации он падает до 159,5 мА. Мощность в нагрузке (сама лампа) составляет 29,8 Вт, а резистивный компонент балласта (R1) рассеивает 7,8 Вт — это теряется в виде тепла. Все потраченное впустую тепло снижает общую эффективность, но это неизбежно, поскольку реальные компоненты имеют реальные потери.

Ситуация становится намного хуже, когда используется нелинейная (электронная) нагрузка.На рисунке 9 показаны эквивалентная схема и осциллограммы — ток протекает только на пике приложенного напряжения. Хотя этот ток находится в фазе с напряжением, коэффициент мощности ужасен, потому что форма волны тока не похожа на синусоиду. Резкие пики тока имеют сравнительно высокое среднеквадратичное значение, но мощность, подаваемая и передаваемая в нагрузку, намного меньше.

Рисунок 9 — Осциллограммы мощности электронной нагрузки

Скорректированный ток не показан по той простой причине, что для коррекции формы сигнала необходимы значительные дополнительные компоненты.В отличие от случая, когда ток нагрузки является синусоидальным (или близок к нему), простое добавление конденсатора ничего полезного не принесет. Пики тока таковы, что их можно удалить только с помощью фильтра, предназначенного для пропускания только частоты сети. Как показано, ток составляет 296 мА, но, как видно, пиковое значение составляет почти 2 А. Нагрузка рассеивает 28 Вт, но «полная мощность» (ВА) составляет 71,4 ВА. Это дает коэффициент мощности 0,39 — действительно очень плохо. Если вам интересно, куда пропала разница в 1 Вт между источником и нагрузкой, она теряется в диодах.

Добавив фильтр (пассивный PFC), состоящий из катушки индуктивности и пары конденсаторов, это можно улучшить, но требование относительно большой индуктивности значительно увеличивает вес и стоимость. Один Генри примерно настолько мал, насколько вы можете использовать для определения номинальной мощности нагрузки, и хотя большее значение будет работать лучше, оно также будет снова больше, а также с более высокими потерями. По этим причинам пассивная коррекция коэффициента мощности обычно не используется с импульсными источниками питания.

Рисунок 10 — Пассивная коррекция коэффициента мощности

За счет добавления катушки индуктивности и конденсатора, как показано на рисунке, коэффициент мощности значительно повышается.Форма волны тока все еще не очень хорошая, но намного лучше, чем схема без коррекции вообще. Среднеквадратичный ток снижен с 296 мА до 136 мА, что дает 32,6 ВА. Мощность нагрузки составляет 29 Вт, поэтому коэффициент мощности теперь составляет 0,88, что намного более достойно. Как показано на рисунке 9, электроника практически не имеет потерь. Излишне говорить, что это не так, но речь идет скорее о PFC, чем о потерях в цепи.

Катушка индуктивности (L1) представляет собой относительно большой компонент, и по этой причине он будет сравнительно дорогим.Чтобы снизить стоимость и вес, электронная схема коррекции коэффициента мощности является лучшим предложением, и она также будет более эффективной. Меньшие потери мощности означают меньше потерь тепла и более прохладную электронику.

Рисунок 11 — Схема активной коррекции коэффициента мощности

Схема, показанная здесь, почти идентична схеме на Рисунке 5, но упрощена, чтобы ее было легче понять. Входящая сеть проходит через фильтр электромагнитных помех, состоящий из C1 и L1. Затем он идет на мостовой выпрямитель, но вместо большого электролитического конденсатора все, что нужно, — конденсатор 220 нФ (C2).Выходной сигнал является пульсирующим постоянным током и изменяется от почти нуля до полного пикового напряжения (340 В для источника питания 240 В RMS). Затем он передается на очень умный импульсный повышающий преобразователь — L2, Q1 и D5. Это увеличивает любое мгновенное напряжение на его входе до пикового напряжения — в этом случае моделируемый преобразователь стабилизируется на уровне 446 В (несколько выше, чем обычно используется).

Время включения и выключения тщательно контролируется для поддержания тока, который пропорционален форме волны входящего переменного тока, поэтому рабочий цикл (коэффициент включения-выключения) постоянно изменяется для поддержания правильного повышенного напряжения и пропорционального тока.D6 включен для обеспечения быстрой зарядки крышки основного фильтра (C3) от сети, а также обеспечивает подзарядку крышки. Это позволяет упростить схему управления.

Выходное напряжение повышающего преобразователя (обычно) регулируется, но регулирование не обязательно должно быть прекрасным, что опять же в некоторой степени упрощает схему. В схеме, показанной на рисунке 5, вы видите, что катушка индуктивности повышающего преобразователя (1,58 мГн) имеет вторичную обмотку. Это используется, чтобы сообщить IC контроллера, когда был достигнут правильный ток.В упрощенной схеме, показанной на рисунке 11, это не используется — период переключения фиксирован (схема была смоделирована, чтобы я мог получить форму тока, показанную ниже). Хотя эта упрощенная версия не так хороша, как «настоящая», она работает довольно хорошо — по крайней мере, в симуляторе.

Рисунок 12 — Формы сигналов активной коррекции коэффициента мощности

Как видите, форма сигнала тока довольно искажена, но измеренные характеристики симулятора впечатляют, несмотря на его относительную простоту.При 60 Вт в нагрузке (балласт и люминесцентная лампа) фактическая мощность сети составляет 61 Вт (потери в диодах, как и раньше), а при сетевом токе 266 мА он потребляет 64 ВА. Таким образом, коэффициент мощности составляет 0,94 — действительно очень удовлетворительный результат. Это значительно лучше, чем схема пассивной коррекции коэффициента мощности, и этого следовало ожидать. Весь анализ, который я видел, показывает, что активная схема коррекции коэффициента мощности превосходит пассивную схему как с точки зрения общей эффективности, так и коэффициента мощности. Катушки индуктивности имеют небольшие размеры (электрически и физически), а потери будут намного ниже, чем в любой пассивной цепи PFC.

Если вам интересно, мощность лампы в два раза больше, чем в двух предыдущих примерах, из-за того, что повышающий преобразователь имеет более высокое выходное напряжение, чем желаемое. Мне очень не хотелось тратить много времени на попытки подобрать уровни мощности, а моя упрощенная версия не регулируется. Успешно запустить симуляцию для импульсного преобразователя было непросто, а симуляция требует много времени из-за высокочастотного переключения.

Сейчас довольно стандартно, что искажение формы волны обозначается как THD (полное гармоническое искажение), которое в случае активной схемы PFC равно 11.7%. Делайте из этого то, что хотите.

Для правильной работы всех ртутных люминесцентных ламп очень важна температура. Есть относительно узкая полоса над и под которой уменьшается дуга, что приводит к более низкому, чем ожидалось, светоотдаче. Когда трубка холодная, в ней остается меньше паров ртути, поэтому дуга не может достичь полной силы, потому что не хватает молекул ртути для поддержания разряда на желаемом уровне.

Когда температура слишком высока, давление пара увеличивается, увеличивая эффективное сопротивление дуги и снова уменьшая ток разряда. Для большинства компактных ламп (и, вероятно, для большинства стандартных люминесцентных ламп) температура трубки должна быть около 40 ° C для максимальной светоотдачи. При 0 ° C светоотдача составляет всего 40% — действительно очень тусклая лампа. Более высокие температуры не столь сильны, но слишком горячая лампа все равно будет сильно разряжена.

Рисунок 13 — Светоотдача в зависимости отТемпература

Когда температура приближается к -38,83 ° C, световой поток полностью прекращается. Это температура, при которой ртуть замерзает, поэтому пары ртути не могут поддерживать дугу и излучать УФ-излучение. Кроме того, при понижении температуры напряжение, необходимое для зажигания дуги, увеличивается, и при 0 ° C лампе для зажигания потребуется примерно на 40% больше напряжения по сравнению с напряжением зажигания при нормальной температуре окружающей среды.

Во многих частях мира 0 ° C (или ниже) — это нормальная температура окружающей среды в течение многих месяцев в году, поэтому лампу будет труднее запустить и она будет иметь низкую мощность, пока лампа не нагреется немного. .В таком климате трубка должна быть закрыта, чтобы защитить ее от ветра, который может значительно снизить температуру и светоотдачу.

* Примечание — закрытый светильник обеспечивает повышение температуры на + 10 ° C по сравнению с окружающей средой.

Как и все материалы по этой теме, существуют различия в способе подачи материала, и разные типы трубок могут существенно отличаться друг от друга. Цифры в основном согласуются с приведенным выше графиком, но небольшое примечание предполагает, что указанные температуры находятся в состоянии теплового равновесия. Для стабилизации может потребоваться некоторое время, поэтому исходная светоотдача при первом включении лампы будет одинаковой для открытых и закрытых светильников.Поскольку объем светильника по отношению к лампе не указан, будут большие отклонения, если размер корпуса больше или меньше (неустановленных) значений, используемых в таблице.

1. Электронный балласт для люминесцентных ламп, Учебный модуль для студентов — Цзинхай Чжоу, Политехнический институт Вирджинии и Государственный университет
2. ICB1FL02G Интеллектуальная ИС управления балластом для балластов люминесцентных ламп, техническое описание, версия 1.2, февраль 2006 г., Infineon Technologies AG
3. Работа люминесцентных систем при низких температурах (Sylvania)

Полное руководство по балластам для люминесцентных ламп

Люминесцентная лампа использует электричество, чтобы ртуть испускала ультрафиолетовый (УФ) свет. Когда этот ультрафиолетовый свет (который невидим невооруженным глазом) взаимодействует с покрытием из порошка люминофора внутри трубки, он светится и излучает свет, который мы видим и используем в наших домах.

Но всякий раз, когда мы используем электричество, мы должны контролировать его, иначе мы рискуем разрушить устройство и даже подвергнуть себя опасности.Чтобы регулировать ток, протекающий через люминесцентные лампы, мы используем так называемый балласт.

Что такое балласт в люминесцентном свете?

Балласт (иногда называемый пускорегулирующим устройством) — это небольшое устройство, подключенное к электрической цепи светильника, которое ограничивает количество электрического тока, проходящего через него.

Поскольку напряжение в электросети вашего дома выше, чем требуется для работы фонаря, балласт дает свету небольшое повышение напряжения для включения, а затем достаточное количество питания для безопасной работы.

Зачем нужны балласты?

Процесс, который происходит внутри флуоресцентного света, включает в себя молекулы газообразной ртути, нагретые электричеством и делающие их более проводящими. Без балласта, чтобы контролировать это, свет будет пропускать слишком большой ток, и он перегорит и, возможно, даже загорится.

Как работает балласт люминесцентного света?

В люминесцентных лампах используется электронный или магнитный балласт. В настоящее время магнитные балласты — это довольно устаревшая технология, от которой производители отказываются, и поэтому они обычно используются только в старых типах фонарей.

Магнитные балласты

Они основаны на принципах электромагнетизма: когда электрический ток проходит по проводу, он естественным образом создает вокруг себя магнитную силу.

Магнитный балласт (также называемый дросселем) содержит катушку из медной проволоки. Магнитное поле, создаваемое проволокой, улавливает большую часть тока, поэтому флуоресцентный свет проникает только в нужном количестве. Это количество может колебаться в зависимости от толщины и длины медного провода.Если вы иногда слышите легкое жужжание или видите, как оно мерцает, причиной этого является изменение тока.

Менее совершенная по конструкции, чем электронные модели, некоторые магнитные балласты не могут работать без стартера. Этот небольшой цилиндрический компонент находится за осветительной арматурой и заполнен газом, который при нагревании позволяет свету включиться. Это называется методом предварительного нагрева.

Метод предварительного нагрева

1. Включен выключатель света.Внутри обоих концов светильника находятся металлические электроды с прикрепленными нитями. Ток входит в нити, но на данный момент слишком слаб, чтобы зажечь свет, хотя его достаточно, чтобы нагреть газ (неон или аргон) внутри стартера.
2. Нагретый газ заставляет компоненты внутри стартера пропускать полный ток в нити. Это быстро нагревает газообразную ртуть внутри светильника.
3. По мере того, как стартер остывает, он блокирует путь тока к нити и заставляет его искать другой путь.Если ртутный газ достаточно нагревается, он проводит ток, генерирует свет и затем продолжает гореть. Если он недостаточно горячий, электричество вернется через стартер и снова запустит процесс. Это то, что вызывает мерцание некоторых старых люминесцентных ламп.
4. Теперь, когда поступает больше электричества, балласт начинает выполнять свою работу по его регулированию.

Поскольку для завершения этого процесса может потребоваться несколько секунд, вы можете увидеть задержку между моментом, когда вы щелкнете выключателем, и моментом, когда флуоресцентный свет начнет светиться.

Метод быстрого запуска

Если в вашем осветительном приборе есть две или более люминесцентных лампы, скорее всего, он будет использовать другой метод, известный как быстрый запуск. Этот метод используется в старых пробирках T12 и некоторых T8 и работает без стартера.

1. В отличие от предварительного нагрева, когда нити получают ток через стартер только для нагрева газообразной ртути, при быстром запуске балласт поддерживает небольшое количество тока, непрерывно протекающего через нити.
2. Это вызывает ионизацию газообразной ртути, то есть заряд, позволяющий ей проводить электричество.
3. Поскольку это слабый ток, сначала свет будет тускло светиться. Но по мере того, как балласт продолжает проталкивать ток через нити, газ становится все горячее и заряженным, и в результате свет становится ярче. Если ваш фонарь загорается сразу, но для полного его яркости требуется несколько секунд, значит, у него есть пусковой балласт для быстрого запуска.

Одно из преимуществ метода быстрого пуска состоит в том, что, обеспечивая низкий постоянный ток, а не сильный скачок, он продлевает срок службы люминесцентного света.Однако он потребляет больше энергии.

Электронные балласты

Используя более сложные схемы и компоненты, балласты могут управлять током, протекающим через люминесцентные лампы, с большей точностью. По сравнению со своими магнитными аналогами они меньше, легче, эффективнее и — благодаря подаче питания на гораздо более высокой частоте — с меньшей вероятностью будут вызывать мерцание или жужжание.

Некоторые старые электронные балласты используют метод быстрого запуска, описанный выше, в то время как новые и более совершенные модели используют то, что известно как мгновенный запуск и программный запуск.

Метод мгновенного запуска

Эти балласты были разработаны таким образом, чтобы свет можно было включать и работать с максимальной яркостью при первом нажатии переключателя. Вместо предварительного нагрева электродов в балласте используется повышенное высокое напряжение (около 600 вольт) для нагрева и зажигания нитей, а затем ртутного газа. Хотя это делает их энергоэффективными, это также сокращает их жизнь, поскольку скачок напряжения каждый раз, когда они включаются, со временем повреждает их. По этой причине они обычно используются в помещениях, где свет остается включенным на длительное время, например, в офисах, магазинах и на складах.

Метод запрограммированного запуска

Эти балласты, разработанные для областей, в которых освещение постоянно включается и выключается, предварительно нагревают электроды контролируемым током перед подачей более высокого напряжения для включения света. Часто это функция освещения, которая активируется датчиками обнаружения движения (например, в туалетах на рабочих местах или в общественных местах) и позволяет люминесцентному свету длиться долгое время.

Признаки выхода из строя магнитного балласта

Когда ломаются магнитные балласты, в этом часто винят лампочку.Обратите внимание на знаки, указывающие на то, что это ваш балласт:

• Отложенный старт
• Жужжание
• Мерцание
• Низкая мощность
• Несоответствие уровней освещения

Вы можете узнать, связана ли проблема с балластом, стартером или лампой, с помощью нашего руководства — Простые решения для медленного запуска, мерцания или неисправных люминесцентных ламп.

Проверка балласта мультиметром / вольт-омметром

Чтобы убедиться, что проблема в балласте, вам нужно проверить его с помощью мультиметра.Мультиметр предназначен для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления. Они недорогие, и их можно найти в большинстве магазинов электроники.

Эти инструкции предназначены только для ознакомления — убедитесь, что вы ссылаетесь на электрические схемы производителя. Если вам не хватает инструкции по эксплуатации, большинство крупных производителей будут размещать опи на своих сайтах.

Для проверки вашего балласта:

Вам понадобится

Как к

1. Отключить питание светильника
2. Снять кожух фонаря
3. Снимите лампочки
4. Снимите балласт с приспособления
5. Если балласт выглядит сгоревшим, его обязательно нужно заменить
6. Установите мультиметр на значение сопротивления
7. Вставьте первый щуп мультиметра в провод, соединяющий красные провода вместе
8. Коснитесь вторым щупом зеленого и желтого проводов

• Если мультиметр не двигается, значит, балласт мертв
• Если мультиметр все еще работает, стрелка мультиметра должна переместиться вправо

Если проблема не в балласте, возможно, вам потребуется заменить люминесцентную лампу.Вы можете узнать, как это сделать безопасно, из Руководства по безопасной замене и переработке люминесцентных трубок.

Могу ли я самостоятельно заменить балласт?

Да, если у вас есть немного технических ноу-хау, хотя, если вы не уверены, лучше всего попросить электрика сделать это за вас, так как это может быть сложная работа. Более дешевые балласты, вероятно, потребуют большего количества переустановок, чем фитинг с фирменным балластом. Стоит потратить немного больше, чтобы сэкономить деньги и силы в будущем.

Фирменные балласты могут служить долго, поэтому, если вы их замените, вам, вероятно, не придется менять его снова в течение 10 или более лет.

Замена магнитных балластов на электронные

Процесс замены магнитных балластов на электронные балласты довольно прост и понятен. Это направление, в котором движется индустрия освещения, так почему бы не поменять их раньше, чем позже, чтобы оптимизировать свое пространство с помощью лучшего и более тихого освещения?

Вам понадобится:

• Электронный балласт
• Кусачки
• Проволочные гайки

Как к

1. Отключить питание прибора
2. Откройте приспособление и снимите лампу и корпус балласта
3. Используя кусачки, перережьте оба провода питания (коричневый) и нейтральный (синий), входящие в приспособление
4. Закройте провода проволочными гайками.
5. Используйте кусачки, чтобы отрезать провода, подключенные к розеткам.
6. Снимите магнитный балласт
7. Вкрутите электронный балласт в крепление, там же, где был магнитный
8. Используйте гайки для соединения проводов розетки.
9. Подключите силовой и нейтральный провода к соответствующим проводам балласта
10. Закрепите провода проволочными гайками.
11. Установить лампу и корпус балласта назад
12. Снова включите питание.

При замене балласта существует риск поражения электрическим током, поэтому, если вы не уверены, попросите электрика сделать эту работу за вас.

Нужен ли моей люминесцентной лампе как пускатель, так и балласт?

Отдельные стартеры встречаются только в более старых механизмах управления, поэтому, если приспособлению меньше 15 лет, у него, вероятно, не будет стартера. В более новых лампах процесс, обеспечиваемый стартером, встроен, что делает функцию отдельного стартера избыточной. Если в светильнике есть стартер, это будет очевидно.Вы должны найти маленький серый цилиндр, подключенный к осветительной арматуре.

В чем разница между пусковым переключателем и высокочастотным механизмом управления?

Высокая частота

Высокочастотный пускорегулирующий аппарат — это современный одиночный балласт, который выполняет функции всех различных компонентов в стандартной пусковой цепи переключателя. Лампы, работающие с высокочастотным балластом, не мерцают, а вместо этого загораются мгновенно из-за того, что частота намного выше.

Переключить пуск

Switch start — это устройство управления, которое используется в промышленности в течение многих лет.Обычно они считаются устаревшими технологиями, и их создают все меньше производителей. Для запуска выключателя требуется дроссель балласта с проволочной обмоткой. Для запуска переключателя можно заменять различные части, а не весь блок, что можно рассматривать как преимущество.

Люминесцентные балласты — электрические 101

В люминесцентных лампах используется балласт, который преобразует линейное напряжение в напряжение для запуска и работы лампы (ей).Новые люминесцентные балласты обычно рассчитаны как на 120 вольт, так и на 277 вольт. Некоторые из них рассчитаны всего на 120 вольт, другие — только на 277 вольт (используются в коммерческих помещениях).

для дома имеют встроенный балласт в основании лампы. В коммерческих КЛЛ используется отдельный балласт. У балластов есть электрическая схема, на которой показано, как они подключаются к патронам.

Есть четыре основных типа люминесцентных балластов:

Электронные балласты с мгновенным запуском используют высокое пусковое напряжение (около 600 вольт) для очень быстрого запуска (менее 0.1 секунду). Для максимальной энергоэффективности электроды не подогреваются, но лучше всего подходят для ограниченного количества переключений (от 10 000 до 15 000 циклов переключения до отказа). ПРА мгновенного пуска подключаются параллельно.

Электромагнитные балласты с быстрым пуском или пуском с триггера используются в светильниках T12 и более старых моделей T8 и подключаются последовательно.

Электронные балласты быстрого запуска нагревают электроды при подаче пускового напряжения (около 500 вольт) для быстрого запуска ламп примерно через 0.От 5 до 1,0 секунды. Нагрев электродов продолжается, пока лампы включены, и они потребляют немного больше энергии (около 2 Вт на лампу), чем пусковые балласты с мгновенным запуском. Они могут работать от 15 000 до 20 000 циклов переключения до отказа. ПРА для быстрого пуска подключаются последовательно.

Программируемый пуск Электронные балласты быстро запускаются примерно за 1,0 — 1,5 секунды. Они предварительно нагревают электроды контролируемым образом перед подачей пускового напряжения. Программируемые пусковые балласты минимизируют нагрузку на электроды и увеличивают срок службы лампы при частом запуске (зоны с датчиками присутствия).Они могут проработать до 50 000 циклов переключения до отказа. Запрограммированные пусковые балласты подключаются последовательно.

T8 с новым электронным балластом потребляют примерно на 20– на 30% меньше энергии, чем магнитные балласты T12. При выходе из строя магнитного балласта T12 его следует заменить электронным балластом T8. ПРА Т12 доступны, но лампы Т12 сняты с производства. В зависимости от осветительной арматуры и способа ее установки может быть проще и примерно по той же цене заменить светильник вместо балласта.Новый гаражный люминесцентный светильник может стоить меньше, чем замена балласта.

Типы ламп, совместимые с этим балластом

(4) F32T8 — До четырех люминесцентных ламп, 32 Вт, лампа Т8.

(4) F25T8 — До четырех люминесцентных ламп, 25 Вт, лампа T8.

(4) F17T8 — До четырех люминесцентных ламп, 17 Вт, лампа Т8.

Светильники с балластами иногда имеют таблички с указанием необходимого типа лампы и балласта (F32T8).

Люминесцентные этикетки балласта

Этикетка балласта показывает две важные метки.

• Таблица совместимости ламп (типы ламп, которые могут использоваться с этим балластом)
• Схема подключения балласта (показывает, как балласт подключается к лампам)

Диаметр люминесцентных трубок

Люминесцентные лампы имеют две общие формы: прямую и форму U- . Наиболее распространены типы T12, T8 и T5.T обозначает трубку, а цифра обозначает диаметр в 1/8 дюйма. Диаметр лампы определяется типом балласта. В светильнике с балластом T12 должна использоваться лампа T12. В светильнике с балластом T8 должна использоваться лампа T8 и т. Д.

Подбор балласта к лампе

При подборе балласта к лампе необходимо выполнить три требования. В приведенном выше примере к лампе типа F32T8 предъявляются следующие три требования:

1. Люминесцентная лампа

2.32 Вт

3. T8.

Люминесцентные лампы T12 Снято с производства

Люминесцентные лампы T12 больше не производятся из-за низкой энергоэффективности. Хотя эти лампы все еще есть в наличии в некоторых магазинах, замена балласта на более эффективный электронный балласт T8 могла бы быть лучшим выбором.

% PDF-1.4 % 209 0 объект > эндобдж xref 209 101 0000000016 00000 н. 0000002390 00000 н. 0000002549 00000 н. 0000002705 00000 н. 0000002769 00000 н. 0000004076 00000 н. 0000004593 00000 н. 0000004677 00000 н. 0000004801 00000 п. 0000004899 00000 н. 0000005058 00000 н. 0000005119 00000 п. 0000005274 00000 н. 0000005335 00000 п. 0000005437 00000 н. 0000005524 00000 н. 0000005585 00000 н. 0000005646 00000 п. 0000005774 00000 н. 0000005834 00000 н. 0000005940 00000 н. 0000006035 00000 н. 0000006095 00000 н. 0000006155 00000 н. 0000006315 00000 н. 0000006375 00000 н. 0000006537 00000 н. 0000006597 00000 н. 0000006702 00000 н. 0000006802 00000 н. 0000006862 00000 н. 0000006979 00000 п. 0000007039 00000 п. 0000007099 00000 н. 0000007261 00000 н. 0000007321 00000 н. 0000007410 00000 н. 0000007496 00000 н. 0000007556 00000 н. 0000007655 00000 н. 0000007715 00000 н. 0000007815 00000 н. 0000007875 00000 п. 0000007935 00000 п. 0000008081 00000 п. 0000008141 00000 п. 0000008235 00000 н. 0000008327 00000 н. 0000008387 00000 н. 0000008514 00000 н. 0000008574 00000 н. 0000008680 00000 п. 0000008740 00000 н. 0000008849 00000 н. 0000008909 00000 н. 0000009026 00000 н. 0000009086 00000 н. 0000009146 00000 п. 0000009206 00000 н. 0000009312 00000 п. 0000009420 00000 н. 0000009526 00000 н. 0000009586 00000 н. 0000009646 00000 н. 0000009706 00000 н. 0000009767 00000 н. 0000009858 00000 н. 0000009954 00000 н. 0000010014 00000 п. 0000010073 00000 п. 0000010104 00000 п. 0000010463 00000 п. 0000010842 00000 п. 0000011228 00000 п. 0000011250 00000 п. 0000011364 00000 п. 0000012714 00000 п. 0000012736 00000 п. 0000012956 00000 п. 0000012986 00000 п. 0000013167 00000 п. 0000013960 00000 п. 0000016553 00000 п. 0000016576 00000 п. 0000017373 00000 п. 0000017587 00000 п. 0000017798 00000 п. 0000018005 00000 п. 0000018795 00000 п. 0000019589 00000 п. 0000035500 00000 н. 0000037635 00000 п. 0000037714 00000 п. 0000037791 00000 п. 0000117417 00000 н. 0000117495 00000 н. 0000117574 00000 н. 0000117781 00000 н. 0000117860 00000 н. 0000002850 00000 н. 0000004053 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 210 0 объект > эндобдж 211 0 объект д! к7 | \) В.U) -j0! 1 МГц h

Световод: люминесцентные балласты

Световод

Для работы всех газоразрядных ламп, включая люминесцентные, требуется балласт. Балласт обеспечивает высокое начальное напряжение для инициирования разряда, а затем быстро ограничивает ток лампы для безопасного поддержания разряда. Производители ламп указывают электрические входные характеристики лампы (ток лампы, пусковое напряжение, пик-фактор тока и т. Д.), Необходимые для достижения номинального срока службы лампы и характеристик выходного светового потока.Аналогичным образом Американский национальный институт стандартов (ANSI) публикует рекомендуемые характеристики входной мощности для всех ламп типа ANSI. Балласты предназначены для оптимальной работы ламп уникального типа; однако некоторые пускорегулирующие аппараты могут адекватно работать с несколькими типами ламп. В этих случаях оптимальные характеристики лампы обычно не достигаются при всех условиях. Менее чем оптимальные условия могут повлиять на пусковые характеристики лампы, светоотдачу и срок службы.

Тип цепи и режим работы

Люминесцентные балласты производятся для трех основных типов люминесцентных ламп: предварительного нагрева, быстрого запуска и мгновенного запуска.

Операция предварительного нагрева Электроды лампы нагреваются до начала разряда. «Выключатель стартера» замыкается, позволяя току течь через каждый электрод. Выключатель стартера быстро охлаждается, размыкая выключатель и вызывая напряжение питания на дуговой трубке, вызывая разряд. Во время работы на электроды не подается вспомогательное питание.

Операция быстрого запуска Электроды лампы нагреваются до и во время работы.Балластные трансформаторы имеют две специальные вторичные обмотки для подачи на электроды надлежащего низкого напряжения.

Операция мгновенного запуска Электроды лампы не нагреваются перед работой. Балласты для ламп мгновенного пуска предназначены для обеспечения относительно высокого пускового напряжения (по сравнению с лампами предварительного нагрева и быстрого пуска) для инициирования разряда на ненагретых электродах.

Быстрый запуск — самый популярный режим работы для 4-футовых 40-ваттных ламп и 8-футовых ламп высокой мощности.Преимущества быстрого запуска включают плавный запуск, длительный срок службы и возможность регулирования яркости. Лампы мощностью менее 30 Вт обычно работают в режиме предварительного нагрева. Лампы, работающие в этом режиме, более эффективны, чем режим быстрого запуска, поскольку для постоянного нагрева электродов не требуется отдельная мощность. Однако эти лампы имеют тенденцию мерцать при запуске и имеют более короткий срок службы. Восьмифутовые «тонкие» лампы работают в режиме мгновенного пуска. Мгновенный запуск более эффективен, чем быстрый запуск, но, как и в режиме предварительного нагрева, срок службы лампы короче.Лампа F32T8 высотой 4 фута 32 Вт — это лампа для быстрого пуска, обычно работающая в режиме мгновенного пуска с электронными высокочастотными балластами. В этом режиме работы эффективность лампы повышается с некоторым сокращением срока службы лампы.

Энергоэффективность

Люминесцентные лампы достаточно эффективны при преобразовании входной мощности в свет. Тем не менее, большая часть энергии, подаваемой в систему балластных люминесцентных ламп, производит ненужную тепловую энергию.

Есть три основных средства повышения эффективности системы балластных люминесцентных ламп:

• Уменьшить балластные потери
• Включите лампу (лампы) на высокой частоте
• Снижение потерь на электроды лампы

Новые, более энергоэффективные балласты, как магнитные, так и электронные, используют один или несколько из этих методов для повышения эффективности системы балласта лампы, измеряемой в люменах на ватт.Потери в магнитных балластах были уменьшены за счет замены алюминиевых проводов на медные и за счет использования магнитных компонентов более высокого качества. Потери балласта также могут быть уменьшены за счет использования одного балласта для управления тремя или четырьмя лампами вместо одной или двух. Тщательная схемотехника увеличивает эффективность электронных балластов. Кроме того, электронные балласты, которые преобразуют частоту источника питания 60 Гц в высокую частоту, работают с люминесцентными лампами более эффективно, чем это возможно при 60 Гц. Наконец, в схемах быстрого запуска некоторые магнитные балласты повышают эффективность за счет отключения питания электродов лампы после запуска.

Балластный фактор

Одним из наиболее важных параметров балласта для проектировщика / инженера по свету является коэффициент балласта. Балластный коэффициент необходим для определения светоотдачи конкретной балластной системы лампы. Фактор балласта — это мера фактического светового потока для конкретной системы балласта лампы по сравнению с номинальным световым потоком, измеренным с эталонным балластом в условиях испытаний ANSI (на открытом воздухе при 25 ° C [77 ° F]). Для балласта ANSI для стандартных 40-ваттных ламп F40T12 требуется балластный коэффициент равный 0.95; такой же балласт имеет балластный коэффициент 0,87 для 34-ваттных энергосберегающих ламп Ф40Т12. Однако многие балласты доступны как с высоким (в соответствии со спецификациями ANSI), так и с низким балластным коэффициентом (от 70 до 75%). Важно отметить, что значение балластного фактора является характеристикой не просто балласта, а балластной системы лампы. Балласты, которые могут работать с несколькими типами ламп (например, балластный блок F40 мощностью 40 Вт может работать с лампами F40T12 мощностью 40 Вт, F40T12 на 34 Вт или F40T10 мощностью 40 Вт), как правило, будут иметь разный балластный коэффициент для каждой комбинации ( е.g., 95%, <95% и> 95% соответственно).

Балластный фактор не является показателем энергоэффективности. Хотя более низкий балластный коэффициент уменьшает световой поток лампы, она также потребляет пропорционально меньшую входную мощность. Таким образом, тщательный выбор системы балласта лампы с определенным балластным коэффициентом позволяет дизайнерам лучше минимизировать потребление энергии, «настраивая» уровни освещения в помещении. Например, в новом строительстве, как правило, лучше всего использовать высокий балластный коэффициент, поскольку для удовлетворения требований к уровню освещенности потребуется меньше светильников.При модернизации или в областях с менее важными визуальными задачами, таких как проходы и коридоры, балласты с более низким балластным фактором могут быть более подходящими.

Чтобы избежать резкого сокращения срока службы лампы, балласты с низким балластным коэффициентом (<70%) должны работать с лампами только в режиме быстрого запуска. Это особенно актуально для 32-ваттных ламп F32T8, работающих на высокой частоте.

Найти балластный коэффициент для комбинаций лампы и балласта может быть непросто, так как немногие производители балластов предоставляют эту информацию в своих каталогах.Однако, если входная мощность для конкретной системы балласта лампы известна (обычно ее можно найти в каталогах), можно оценить балластный коэффициент.

Мерцание

Электромагнитные балласты предназначены для согласования входного напряжения 60 Гц с электрическими требованиями ламп. Магнитный балласт изменяет напряжение, но не частоту. Таким образом, напряжение лампы пересекает ноль 120 раз в секунду, что приводит к колебаниям светоотдачи 120 Гц. Это приводит к мерцанию около 30% для стандартных галофосфорных ламп, работающих при 60 Гц.Мерцание обычно незаметно, но есть свидетельства того, что мерцание такой силы может вызывать побочные эффекты, такие как напряжение глаз и головная боль.

Большинство электронных балластов, с другой стороны, работают на высоких частотах, что снижает мерцание лампы до практически незаметного уровня. Процент мерцания конкретного балласта обычно указывается производителем. Для данного балласта процент мерцания будет функцией типа лампы и состава люминофора.

Слышимый шум

Одной из характеристик электромагнитных балластов с железным сердечником, работающих на частоте 60 Гц, является создание слышимого шума.Шум может увеличиваться при высоких температурах, и он усиливается некоторыми конструкциями светильников. В лучших балластах используются высококачественные материалы и обработка для снижения шума. Уровень шума оценивается A, B, C или D в порядке убывания предпочтения. Балласт с рейтингом «А» будет тихо гудеть; балласт с рейтингом «D» будет издавать громкое жужжание. Количество балластов, их уровень шума и характер окружающего шума в комнате определяют, будет ли система создавать звуковые помехи.

Практически все энергоэффективные магнитные балласты для ламп F40T12 и F32T8 имеют рейтинг «А», за некоторыми исключениями, такими как низкотемпературные балласты.Тем не менее, шум магнитных балластов может быть заметен в особенно тихой среде, например в библиотеке. С другой стороны, хорошо спроектированные электронные балласты высокой частоты не должны издавать заметного гудения. Все электронные балласты имеют рейтинг «А» по ​​звуку.

Диммирование

В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы не могут быть должным образом затемнены с помощью простого настенного устройства, например, используемых для ламп накаливания. Чтобы люминесцентная лампа регулировала яркость во всем диапазоне без сокращения срока службы лампы, напряжение ее нагревателя электродов должно поддерживаться, в то время как ток дуги лампы снижается.Таким образом, лампы, работающие в режиме быстрого запуска, являются единственными люминесцентными лампами, подходящими для применения в широком диапазоне диммирования. Мощность, необходимая для поддержания постоянного напряжения на электродах во всех условиях диммирования, означает, что диммирующие балласты будут менее эффективными при работе ламп на пониженных уровнях.

Диммирующие балласты доступны как в магнитной, так и в электронной версиях, но использование электронных диммирующих балластов дает явные преимущества. Для регулирования яркости ламп магнитным пускорегулирующим устройствам требуется ПРА, содержащее дорогостоящие устройства переключения большой мощности, которые регулируют входную мощность, подаваемую на пускорегулирующие устройства.Это экономически целесообразно только при управлении большим количеством балластов в одной ответвленной цепи. Кроме того, светильники должны управляться в больших зонах, которые определяются схемой системы распределения электроэнергии. Поскольку система распределения фиксируется на ранних этапах процесса проектирования, системы управления, использующие балласты с магнитным регулированием яркости, негибкие и неспособны приспосабливаться к изменениям в схемах использования.

Диммирование ламп с электронным балластом, с другой стороны, осуществляется внутри самого балласта.Электронные балласты изменяют выходную мощность ламп с помощью сигнала низкого напряжения в выходной цепи. Переключающие устройства большой мощности для кондиционирования входной мощности не требуются. Это позволяет управлять одним или несколькими балластами независимо от системы распределения электроэнергии. В системах электронного балласта с регулируемой яркостью можно использовать низковольтную сеть управления для группирования балластов в зоны управления произвольного размера. Эта сеть управления может быть добавлена ​​во время ремонта здания или даже, в некоторых случаях, во время модернизации освещения.Низковольтную проводку не нужно прокладывать в кабелепроводе, что помогает снизить затраты на установку. Кроме того, менее затратно изменить размер и протяженность зон освещения путем перенастройки низковольтной проводки при изменении схемы использования. Низковольтная проводка также совместима с фотоэлементами, датчиками присутствия и входами системы управления энергопотреблением (EMS).

Диапазон диммирования балластов сильно различается. С большинством электронных диммирующих балластов уровни освещенности могут варьироваться от полной мощности до минимум примерно 10% от полной мощности.Тем не менее, также доступны электронные балласты с полным диапазоном регулирования яркости, которые работают с лампами при световом потоке до 1% от полного светового потока. Балласты с магнитным диммированием также предлагают множество вариантов диммирования, включая диммирование во всем диапазоне.

Адаптировано из Advanced Lighting Guidelines: 1993 (второе издание), первоначально опубликованного Комиссией по энергетике Калифорнии.