31.03.21

[Домашняя]

Люминесцентные лампы, называемые лампами дневного света (далее ЛДС), сегодня активно используются в различных областях промышленности и в быту. Отрицательным моментом при эксплуатации светильников с ЛДС считается периодическое перегорание спирали люминесцентных ламп. В каждой лампе дневного света присутствуют две спирали (с разных концов), необходимые для зажигания люминофора внутри лампы в момент включения. Причем, если хоть одна из спиралей лампы перегорит, включить ЛДС с помощью классической схемы запуска (содержащей дроссель, конденсатор и стартер) уже невозможно. В такой ситуации многие покупают новую лампу. Однако когда в помещении установлены несколько светильников (например, в производственных цехах, многоквартирных домах на лестничных клетках и в других сходных случаях), очевидно, что за годы эксплуатации выходит из строя и скапливается без дела множество люминесцентных ламп с перегоревшими спиралями. Сегодня это очень популярная проблема. ЛДС с перегоревшими спиралями, как правило, складируют, надеясь в скором будущем запустить их с помощью какой-нибудь "волшебной" схемы очередного Кулибина, а когда лампы скапливается уже несчетное количество, их просто с сожалением выбрасывают. Происходит расходование средств и неоправданное захламление складских помещений. Эту ситуацию можно изменить. Для оптимизации расходов и полезного места предлагаю простую электрическую схему устройства, запускающего люминесцентные лампы даже с перегоревшими спиралями. Причем в отличие от множества опубликованных и популярных конструкций, предлагаемая ниже схема содержит всего несколько деталей. Благодаря применению выпрямителя, собранного по мостовой схеме, нет необходимости в гасящем ток и напряжение резисторе большой мощности (как это принято в известных схемах). На рис. 1 представлена проверенная электрическая схема для запуска и питания светильников с ЛДС мощностью от 20 до 80 Вт.

Причем, как видно их электрической схемы, спирали лампы (с ее торцов) "закорочены", то есть, соединены, поэтому не имеет значения, какие применяются лампы - новые или б/у, с нормальными спиралями или с перегоревшими. Эта схема отличается от опубликованных многочисленных схем электронных устройств в сторону простоты и надежности. Главное, чтобы мощность ЛДС не превышала 80 Вт, потому что для более мощных ламп требуется применение соответствующих диодов (входящих в выпрямительный мост VD1). В данной схеме допустимо применение диодов с обратным напряжением не менее 300 В, например, КД105Б - КД105Г, Д112-16, КД2996В, КД2997, КД243Г, КД202Е и аналогичных. При мощности ЛДС 80 Вт рекомендую применять диоды типа Д231, Д242 и установить их на теплоотводы с площадью охлаждения не менее 50 см2 каждый. Устройство прошло технические испытания в течение десяти суток непрерывной рабо­ты с ЛДС Philips мощностью 40 Вт. Дроссель L1 штатный для светильников с ЛДС мощностью до 80 Вт, то есть любой из типового ряда ВТА. Если предполагается применять ЛДС с меньшей мощностью, например, до 40 Вт, допустимо использовать другой дроссель, соответственно с обозначением на его корпусе ВТА 36 W 220 V. Неполярный конденсатор СЗ служит для купирования помех по питанию. Его тип может быть любым, например, К73-24 (или зарубежный аналог KWC) на рабочее напряжение не ниже 300 В. Неполярные конденсаторы С1, С2 - однотипные, например, из серии K22-У или аналогичные, на рабочее напряжение 160 В и более. Они придают устройству большую надежность и долговечность, препятствуя помехам в моменты поджига люминофора в ЛДС, однако эти два эле­мента можно без последствий из схемы исключить. В качестве ЛДС применяются отечественные или изготовленные за рубежом лампы (например, фирмы Philips) соответствующего размера и мощностью от 20 до 80 Вт. Предлагаемая схема рассчитана на включение одной из таких ламп, ее нельзя применять для включения нескольких ламп. Таким образом, если стоит конкретная задача - например, запустить освещение на производственном участке большой площади с использованием нескольких ЛДС, для каждой из них требуется собрать отдельную схему. Включать в рекомендуемой схеме ЛДС параллельно нельзя.

Практическое применение (переделка) промышленных светильников с ЛДС

Еще один аспект применения ЛДС в том, что часто радиолюбитель - конструктор пытается переделать уже готовый промышленный светильник под свои нужды. Например, если требуется оставить включенной только одну ЛДС в светильнике, где конструктивно предусмотрены две однотипные ЛДС. На практике часто требуется реконструировать светильник с ЛДС для аквариума. Дело в том, что для отдельно взятого аквариума с водорослями требуется строго регламентированное количество освещение (сила света) в течение дня. Если установлен светильник с ЛДС большой мощности (более 20 Вт на аквариум объемом до 100 л), вода в аквариуме мутнеет и "цветет". Большой радости аквариумисту и радиолюбителю такое положение вещей доставить не может. Предлагаемые сегодня в магазинах и на рынках светильники с ЛДС для аквариумов (рассчитаны на мощность 10...30 Вт), как правило, одни и те же. А объем аквариумов и их насыщенность "цветущими травами" у разных аквариумистов разнятся, поэтому часто требуется вносить коррективы в штатную схему подключения ЛДС. Так, например, в этой связи встает вопрос - как эффективно подключить одну ЛДС вместо двух, предусмотренных в штатном варианте? Это не сложно и под силу даже начинающему радиолюбителю. На рис. 2 представлена классическая электрическая схема включения ЛДС с двумя лампами для аквариума.

Как известно, ЛДС включаются не параллельно друг другу, как принято, например, включать в осветительную сеть 220 В лампы накаливания, а для каждой ЛДС предусмотрен отдельный запускающий элемент - стартер. Сопротивление одной спирали ЛДС мощностью 20 Вт составляет 4 Ома. Если исключить одну лампу, чтобы уменьшить насыщенность освещения, решить проблему обыкновенным шунтированием (резистором сопротивлением 3...5 Ом) спирали второй лампы с последующим изъятием ЛДС из светильника не удается. Оставшаяся в светильнике лампа начинает моргать, чем выводит пользователя из состояния душевного равновесия. Чтобы включить в таком светильнике одну ЛДС вместо двух предусмотренных, применяют электрическую схему, показанную на рис. 3.

Все электрические параметры элементов и рекомендации относительно эффективного использования устройства аналогичны описаниям в предыдущих разделах.

Почему "моргает" ЛДС?

Исправная лампа дневного света после подачи напряжения на схему запуска один-два раза мигнет (внутри лампы происходит поджиг люминофора) и начинает светиться ровным бело-молочным светом (поэтому такие лампы и прозвали лампами "дневного" света). Если лампа после включения продолжает моргать (мигает) - такое может случиться как сразу после подачи питания на схему, так и в рабочем режиме свечения (после ровного света вдруг начинаются мигания, продолжающиеся, как правило, до тех пор, пока не выключат питание) - зто указывает на неисправность стартера, схемы преобразователя переменного напряжения для ЛДС или говорит об изменении сопротивления нагрузки (мощности ЛДС). Об этом ниже. Съемные элементы конструкции светильников (находящиеся в колодках), такие как стартер и сама лампа легко заменяются новыми (другими). Неполярный конденсатор включен в схеме в сеть 220 В и препятствует как появлению помех от других устройств, включенных в осветительную сеть в данном контуре, так и для локализации электрических помех, производимых устройством запуска ЛДС. Сглаживающий электрические помехи конденсатор редко выходит из строя, и его неисправ­ность, как правило, выражается лишь в потере емкости в небольших пределах. Назвать потерю емкости конденсатора на 10...20% относительно номинальной серьезной неисправностью нельзя, поэтому такой конденсатор может пригодиться радиолюбителю в дальнейших экспериментах. Рассмотрим другие элементы, конструктивно входящие в классическую схему запуска ЛДС и их типичные неисправности.

Дроссель

Дроссель, находящийся в устройстве запуска ЛДС, как правило, не выходит из строя при правильной эксплуатации светильника. Его типичные неисправности могут проявить себя в "обрыве" (легко определяется прозвонкой омметром) - тогда ЛДС вообще не зажжется, или в межвитковом замыкании - тогда дроссель будет нагреваться, оплавлять лакокрасочное покрытие и "гудеть". Таким образом, установить неисправный элемент в схеме запуска ЛДС даже без применения паяльника не составит труда.

Стартер

Стартер представляет собой электровакуумный разрядник, нормально замкнутые контакты, которого размыкаются под воздействием протекающего через них переменного тока определенной силы. Стартеры рассчитаны на определенный ток в цепи и соответственно мощность ЛДС (этот параметр мощности ЛДС указан на корпусе - бочонке стартера, как и параметр напряжения - 220 В) Поэтому применять стартеры, рассчитанные на работу с ЛДС мощностью 25 Вт нельзя (неэффективно) с более мощной ЛДС, например, 80 Вт - такое устройство нормально работать не будет. Вот почему ЛДС в светильник мигают при замене штатных ламп на другие ЛДС с меньшей или больше мощностью. В первый момент времени контакты стартера замкнуты и в цепи течет ток, заставляя разогреваться внутренние спирали ЛДС. После того как ток стабилизировался (это происходит после поджига люминофора внутри лампы), между контактам стартера возникает большое сопротивление, и также течет ток, только меньшей силы. Внутри бочонка стартера параллельно контактам электровакуумного выключателя установлен неполярный конденсатор емкость 0,01 мкФ. Он защищает включатель от перегрузки и искрения в моменты коммутации в цепи. Если использовать данный включатель (стартер) в качестве неонового индикатора, этот конденсатор удаляют. Неоновый газ в разряднике при приложении переменного напряжения (когда сопротивление между контактами велико) светится розовым светом. Этот эффект свечения можно использовать в других радиолюбительских конструкциях. Элект­ровакуумный включатель стартера может выполнять роль неоновой индикаторной лампы, если его включить в осветительную сеть 220 В последовательно с ограничивающим ток резистором сопротивлением 0,1…1 мОм.

Лампа

Классическая ЛДС имеет две спирали, расположенные с торцов лампы, к которым в момент включения подводится напряжение для запуска. После прогрева спиралей (как правило, 1 ...2 сек) в лампе поджигается люминофор и ЛДС светится. После стабилизации тока (зажигания люминофора) напряжение, приложенное к спиралям лампы, уменьшается, обеспечивая небольшое потребление мощности в совокупности с хорошими показателями освещенности. Если одна или обе спирали ЛДС перегорят, такая лампа работает не стабильно (мигает или не светится), полноценного поджига люминофора не происходит.

Радиолюбитель №4 2007г стр. 15