Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) ( 96 ) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (96)

«Балласт, с которым не утонешь» 291

15. «Балласт, с которым не утонешь»

Новые методы управления люминесцентными осветительными лампами

...Советуешь попробовать? Действительно, у меня на кухнелалта дневного света какая-то несчастливая, постоянно ее меняю...

Из переписки

Уже несколько десятков лет на работе и в быту людей сопровождают люминесцентные осветительные лампы. Преимущество их перед классическими лампами накаливания очевидны - гораздо более высокий КПД, приближенный к естественному спектральный состав света и повышенный срок службы. Однако есть у этих ламп и свои недостатки. Во-первых, для зажигания люминесцентных ламп требуется наличие дополнительных элементов - громоздкого дросселя и ненадежного стартера. Во-вторых, - мерцание с частотой питающей сети 50 Гц. В-третьих, арматура ламп требует тщательно продуманного способа крепления управляющих элементов (на мягком подвесе или с резиновыми амортизирующими прокладками), чтобы вибрация частотой 50 Гц не резонировала с корпусом и не раздражала окружающих. В-четвертых, вышедший из строя стартер вызывает фальш-старт лампы (визуально - несколько вспышек перед стабильным зажиганием). Фальш-старт резко снижает срок службы люминесцентной лампы. В-пятых, коэффициент мощности ламп дневного света очень низкий, а это значит, что лампы являются неудачной для электросети нагрузкой. Существуют еще несколько более мелких недостатков, которые мы не упоминаем.

Разработчиками уже давно ведутся работы по устранению вышеперечисленных недостатков люминесцентных ламп, повышению надежности пускорегулирующей аппаратуры, уменьшению ее веса и габаритов. Появление импульсных балластов позволило значительно улучшить эксплуатационные характеристики этих осветительных приборов. Давайте вначале с помощью рис. 15.1 разберемся, как уст-



роен классический балласт, и тогда нам станет понятно, каким образом осуществляется переход к балласту электронному.

-220 в 50 Гц о-

Дроссель

Лампа дневного

света

Стартер икп

Рис. 15.1. Классическая схема электронного балласта

Холодная люминесцентная лампа имеет высокое сопротивление между своими электродами. Поэтому при включении напряжение сети, проходя через накальные электроды лампы, целиком падает на ключевом элементе стартера. Ключевой элемент представляет собой биметаллическую пластину, замыкающую цепь в нагретом состоянии и в холодном состоянии размыкающзто. Поскольку на электродах этого ключа появляется разность электрических потенциалов, газ в колбе стартера ионизируется и разогревает биметаллическую пластинку. В какой-то момент ключ замыкается, и появившийся в цепи электрический ток начинает «накачивать» в дроссель энергию. Более того, этот ток разогревает накальные спирали люминесцентной лампы. Разогретым электродам присущ эффект термоэлектронной эмиссии, широко использующийся в электронных лампах, кинескопах, вакуумных индикаторах. Итак, в наполняющем баллон лампы газе появляются свободные заряды. Одновременно с этим в баллоне стартера пропадает ионизация, пластинка остывает и ключ размыкается. Энергия, накопленная в индуктивном элементе L, переходит в заряд конденсатора С по закону:

Обычно индуктивность дросселя стремятся выбрать побольше, а емкость конденсатора С - поменьше, чтобы нолзщть большую амп-



Разогрев j \ Режим нормальной работы электродов! -

Точка зажигания

Рис. 15.2. График, поясняющий режимы работы лампы дневного света

Поскольку лампа в данном случае питается переменным напряжением низкой частоты, в паузах (при переходе сетевого напряжения через ноль) газ успевает деионизироваться, что иногда заметно на глаз, как характерное мерцание.

Перечисленные недостатки можно устранить с помощью электронного бапласта. Конечно, его стоимость, по сравнению с традиционным, получается выше, но, учитывая, что срок службы усовершенствованной лампы продлевается в несколько раз, можно смело утверждать, что фактически стоимость обоих видов балластов примерно одинакова. Общая стрзт<турная схема электронного балласта показана на рис. 15.3.

Отметим сразу, что корректор коэффициента мощности в большинстве промышленных схем пока отсутствует, поскольку мощность

литуду резонансного броска напряжения на конденсаторе. Этот бросок, величина которого превышает напряжение питания, достаточен для полной ионизации газа внутри баллона люминесцентной лампы и ее зажигания. Зажигание характеризуется резким падением сопротивления газового промежутка люминесцентной лампы. После зажигания стартер оказывается отключенным, поскольку его сопротивление много больше сопротивления горящей лампы. Дроссель же, являясь индуктивным сопротивлением, поддерживает рабочее напряжение на электродах лампы. Если по каким-либо причинам лампа не зажигается (например, слишком рано происходит размыка1ше биметаллика), лампа входит в аварийный режим работы, который сопровождается вспышками фальш-старта.

Графически режимы работы лампы изображены на рис. 15.2.

Фапыи-старт ипи аварийный режим



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) ( 96 ) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)