Запуск люминесцентных ламп без дросселя

Лампы дневного света несмотря на всю их «живучесть», по сравнению с обычными лампочками накаливания, в один прекрасный момент также выходят из строя и перестают светить.

Конечно, срок их службы не сравнить со светодиодными моделями, но как оказывается, даже при серьезной поломке, все эти ЛБ или ЛД светильники опять можно восстановить без каких либо серьезных капитальных затрат.

В первую очередь вам нужно выяснить, что же именно сгорело:

сама люминесцентная лампочка

стартер

или дроссель

Как это сделать и быстро проверить все эти элементы, читайте в отдельной статье.

Если сгорела сама лампочка и вам надоел такой свет, то вы легко можете перейти на светодиодное освещение, без какой-либо серьезной модернизации светильника. Причем делается это несколькими способами.

Одна из наиболее серьезных проблем – это вышедший из строя дроссель.

Большинство при этом считают такой люминесцентный светильник полностью негодным и выбрасывают его, либо перемещают в кладовку на запчасти для остальных.

Сразу оговоримся, что запустить ЛБ светильник без дросселя, просто выкинув его из схемы и не поставив туда чего-нибудь другого, у вас не получится. В статье пойдет речь об альтернативных вариантах, когда этот самый дроссель можно заменить другим элементом, имеющимся у вас под рукой дома.

Что советуют делать в таких случаях самоделкины и радиолюбители? Они рекомендуют применить, так называемую бездроссельную схему включения люминесцентных ламп.

В ней используется диодный мост, конденсаторы, балластное сопротивление. Несмотря на некоторые преимущества (возможность запуска сгоревших ламп дневного света), все эти схемы для рядового пользователя темный лес. Ему гораздо проще купить новый светильник, чем паять и собирать всю эту конструкцию.

Поэтому сперва рассмотрим другой популярный способ запуска ЛБ или ЛД ламп со сгоревшим дросселем, который будет доступен каждому. Что вам для этого потребуется?

Вам понадобится старая сгоревшая энергосберегающая лампочка с обычным цоколем Е27.

Конечно, схему с ее использованием нельзя считать абсолютно бездроссельной, так как на плате энергосберегайки дроссель все таки присутствует. Просто он по габаритам гораздо меньше, так как экономка работает на частотах до нескольких десятков килогерц.

Этот минидроссель ограничивает ток через лампу и дает высоковольтный импульс для зажигания. Фактически это ЭПРА в миниатюрном варианте.

Раньше была большая рекламная компания по замене ламп накаливания на энергосберегающие. Сегодня уже их активно меняют на светодиодные.

Выкидывать в мусорку экономки не рекомендуется, впрочем как и отдельные модели светодиодных.

Поэтому некоторые сознательные и бережливые граждане, которые еще не сдали их в специальные пункты приема, хранят подобные изделия у себя на полках в шкафчиках.

Меняют их не зря. Эти лампочки в рабочем состоянии очень вредны для здоровья, как в плане пульсаций света, так и в отношении излучения опасного ультрафиолета.

Хотя ультрафиолет не всегда бывает вреден. И порой приносит нам много пользы.

При этом не забывайте, что теми же самыми негативными факторами, в равной степени обладают и линейные люминесцентные модели. Именно ими активно пугают любителей выращивать растения под светом фитоламп.

Но вернемся к нашим энергосберегайкам. Чаще всего у них перестает работать светящаяся спиральная трубка (пропадает герметичность, разбивается и т.д.).

При этом схема и внутренний блок питания остаются целыми и невредимыми. Их то и можно использовать в нашем деле.

Сперва разбираете лампочку. Для этого по линии разъема, тонкой плоской отверткой вскрываете и разделяете две половинки.

При разделении ни в коем случае не держитесь за стеклянную трубчатую колбу.

Далее вытаскиваете плату. На ней находите места, к которым подключаются проводки от "нитей накала" колбы. Они обычно идут в виде штырьков.

При разборе запомните, какая пара куда подключена. Эти штырьки могут находиться как с одной стороны платы, так и с разных сторон.

• 
• 

Всего у вас должно быть 4 контакта, куда вам и следует подпаять в дальнейшем провода.

Ну и естественно не забываем про питание 220В. Это те самые жилки, которые идут от цоколя.

Все что нужно сделать далее, это припаять по два проводника к каждому контакту на плате (от бывших нитей накала трубок) и вывести их к боковым штырькам лампы дневного света.

То есть, отдельно два провода справа и два провода слева. После чего, остается только подать напряжение 220В на схему энергосберегайки.

Лампочка дневного света будет прекрасно гореть и нормально работать. Причем для запуска вам даже не нужен стартер. Все подключается напрямую.

Если стартер в схеме присутствует, его придется выкинуть или зашунтировать.

Запускается такой светильник моментально, в отличие от долгих морганий и мерцаний привычных ЛБ и ЛД моделей.

Какие есть недостатки у такой схемы подключения? Во-первых, рабочий ток в энергосберегайках при равной мощности, меньше чем у линейных ламп дневного света. Чем это чревато?

А тем, что выбрав экономку равной или меньшей по мощности с ЛБ, ваша плата будет работать с перегрузкой и в один прекрасный момент бабахнет. Чтобы этого не случилось, мощности плат от экономок в идеале должны быть на 20% больше, чем у ламп дневного света.

То есть, для модели ЛДС на 36Вт, берите плату от лапочки на 40Вт и выше. Ну и так далее, в зависимости от пропорций.

Если вы переделываете светильник с одним дросселем на две лампочки, то учитывайте мощности обеих.

Почему еще нужно брать именно с запасом, а не подбирать мощность КЛЛ равную мощности ламп дневного света? Дело в том, что в безымянных и недорогих лампочках КЛЛ, реальная мощность всегда на порядок меньше заявленной.

Поэтому не удивляйтесь, когда подключив к старому советскому светильнику ЛБ-40, плату от китайской экономки на те же самые 40Вт, вы в итоге получите негативный результат. Это не схема не работает – это качество товаров из поднебесной не соответствует "железобетонным" советским гостам.

Если вы все таки намерены собрать более сложную конструкцию, при помощи которой запускаются даже сгоревшие линейные светильники, то давайте рассмотрим и такие случаи.

Самый простейший вариант – это диодный мост с парой конденсаторов и подключенная последовательно в цепь в качестве балласта, лампочка накаливания. Вот схема такой сборки.

Главное преимущество ее в том, что подобным образом можно запустить светильник не только без дросселя, но и перегоревшую лампу, у которой вообще нет целых спиралей на штырьковых контактах.

Для трубок мощностью 18Вт подойдут следующие компоненты:

диодный мост GBU408

конденсатор 2нФ (до 1кв)

конденсатор 3нФ (до 1кв)

лампочка накаливания 40Вт

Для трубок в 36Вт или 40Вт емкости конденсаторов следует увеличить. Все элементы соединяются вот таким образом.

После чего схемка подключается к лампе дневного света.

Вот еще одна подобная бездроссельная схема.

Диоды подбираются с обратным напряжением не менее 1kV. Ток будет зависеть от тока светильника (от 0,5А и более).

В данной схеме при сгоревшей лампе двойные штырьки на концах замыкаются между собой.

Подбор компонентов в зависимости от мощности лампы, делайте ориентируясь на табличку ниже.

Если лампочка целая, перемычки все равно устанавливаются. При этом не требуется предварительный разогрев спиралей до 900 градусов, как в исправных моделях.

Электроны необходимые для ионизации, вырываются наружу и при комнатной температуре, даже если спираль и перегорела. Все происходит за счет умноженного напряжения.

Люминесцентную лампочку сегодня можно встретить практически в любом помещении. Она является источником дневного света и дает возможность экономить электроэнергию. Поэтому такие лампы называются еще экономками.

Внешний вид люминесцентной лампы

Но такие изделия имеют один существенный недостаток – они перегорают. И причиной тому является сгорание электронной начинки – дросселя или стартера. Данная статья расскажет вам о том, существует ли способ подключения люминесцентных ламп без использования дросселя в электросхеме.

Как работает экономка

Внешний облик ламп дневного света может быть различным. Несмотря на это они имеют одинаковый принцип работы, который реализуется благодаря следующим элементам, которые обычно содержит схема прибора:

• электродов;
• люминофор – специальное люминесцентное покрытие;
• стеклянная колба с инертным газом и парами ртути внутри.

Строение люминесцентной лампочки

Такая лампа дневного света представляет собой газоразрядное устройство с герметичной стеклянной колбой. Газовая смесь внутри колбы подобрана таким образом, чтобы снижать затраты энергии, необходимые на поддержку процесса ионизации.

Обратите внимание! Для таких ламп, чтобы поддерживать свечение, нужно создать тлеющий разряд.

Для этого на электроды люминесцентной лампы подается на электроды напряжение конкретной величины. Они расположены в противоположных сторонах стеклянной колбы. Каждый электрод имеет два контакта, которые соединяются с источником тока. Таким образом происходит обогрев пространства вблизи электродов.
Фактическая схема подключения данного источника света состоит из серии последовательных действий:

• нагрев электродов;
• далее на них осуществляется подача высоковольтного импульса;
• в электроцепи поддерживается оптимальное напряжение для создания тлеющего разряда.

В результате этого в колбе образуется ультрафиолетовое невидимое свечение, которое, проходя через люминофор, становится видимым для человеческого глаза.
Чтобы поддерживать напряжение для создания тлеющего разряда, схема работы люминесцентных ламп предполагает подключение следующих приспособлений:

• дросселя. Он выступает в роли балласта и предназначен для ограничения силы тока, текущего по прибору, до оптимального уровня;

Дроссель для люминесцентных лампочек

• стартера. Он предназначен для защиты лампы дневного света от перегрева. При этом он регулирует накал электродов.

Очень часто причиной поломки экономок является выход из строя электронной начинки балласта или перегорания стартера. Чтобы этого избежать, можно не использовать в подключении перегорающие детали.

Стандартная схема соединения

Стандартная схема, применяемая для подключения люминесцентных ламп, может быть видоизменена (идти без дросселя). Это позволит минимизировать рис выхода из строя осветительного прибора.

Вариант включения без балласта

Как мы выяснили, балласт в устройстве лампы дневного света играет важную роль. При этом на сегодняшний день существует схема, при которой можно избежать включение данного элемента, который очень часто выходит из строя. Можно избежать включения, как балласта, так и стартера.

Обратите внимания! Такой способ подключения может использоваться и к сгоревшим трубкам дневного света.

Как видим, данная схема не содержит нить накала. При этом питание ламп/трубки здесь будет осуществляться через диодный мост, который и будет создавать повышенное постоянное напряжение. Но в такой ситуации необходимо помнить о том, что при данном способе питания осветительное изделие может потемнеть с одной стороны.
В реализации приведенная выше схема достаточно проста. Ее можно реализовать при помощи старых компонентов. Для такого типа подключения можно использовать следующие элементы:

• трубка/источник света мощностью 18 Вт;
• сборка GBU 408. Она будет выступать в роли диодного моста;

• конденсаторы с рабочим напряжением не превышающего 1000 В, имеющие емкость 2 и 3 нФ.

Обратите внимание! При использовании более мощных источников света необходимо увеличивать и емкость используемых в схеме конденсаторов.

Необходимо помнить о том, что подбор диодов для диодного моста, а также конденсаторов необходимо осуществляться с запасом по напряжении.
Осветительный прибор, собранный таким образом будет давать свечение немного меньшее по яркости, чем при использовании стандартного варианта подключения с использованием дросселя и стартера.

Что позволяет добиться нестандартный вариант соединения

Изменение обычного способа соединения компонентов электросети в люминесцентных светильниках проводится для того, чтобы минимизировать риск поломки прибора. Лампы дневного света, несмотря на наличие внушительных достоинств, таких как отличный световой поток и низкое потребление электроэнергии, имеют и некоторые недостатки. К ним необходимо отнести:

• во время своей работы они производят определенный шум (гудение), который обусловлен функционирование балластного элемента;
• высокий риск перегорания стартера;
• возможность перегрева нити накала.

Приведенная выше схема соединения компонентов электроцепи позволит избежать всех этих минусов. При ее использовании вы получите:

• лампочку, которая будет зажигаться моментально;

Как выглядит сборка

• прибор будет работать бесшумно;
• отсутствует стартер, который чаще остальных деталей перегорает при частом использовании осветительной установки;
• появляется возможность использовать светильник с перегоревшей нитью накала.

Здесь роль дросселя будет выполнять обычная лампочка накаливания. Поэтому в такой ситуации нет нужды использовать дорогостоящий и достаточно громоздкий балласт.

Еще один вариант соединения

Существует еще и немного другая подходящая схема:

Другой вариант соединения

Здесь также используется стандартный источник света с мощностью, примерно равной лампе дневного света. При этом само устройство должно подключаться в сети питания через выпрямитель. Его собирают по классической схеме, применяемый для удвоения напряжения: VD1, VD2, С1 и С2.
Данный вариант соединения происходит следующим образом:

• в момент включения внутри стеклянной колбы отсутствует разряд;
• далее на нее падает удвоенное напряжение сети. Благодаря этому происходит зажигание света;
• активация устройства происходит без предварительного подогрева катодов;
• после запуска в работу электроцепи включается токоограничивающая лампа (HL1);
• в тоже время HL2 происходит установление рабочего напряжения и тока. В результате лампа накаливания будет светиться еле-еле.

Чтобы запуск был надежным, нужно подключить фазный вывод сети к токоограничивающей лампе HL1.
Кроме данного способа, можно использовать и другие вариации стандартной схемы включения.

Заключение

Используя модификации обычного способа подключения ламп дневного света, можно исключить из электроцепи такой элемент, как дроссель. В таком случае можно минимизировать негативный эффект (например, шум), которые наблюдаются при работе стандартной осветительной установки данного типа.

Лампы дневного света (ЛДС) широко применяются для освещения как больших площадей общественных помещений, так и в качестве бытовых источников света. Популярность люминесцентных ламп обусловлена в большей мере их экономическими характеристиками. По сравнению с лампами накаливания у данного типа ламп высокий КПД, повышенная светоотдача и более долгий срок службы. Однако функциональным недостатком ламп дневного света является необходимость наличия пускового стартера или специального пускорегулирующего устройства (ПРА). Соответственно задача пуска лампы при выходе из строя стартера или при его отсутствии является насущной и актуальной.

Принцип действия лампы дневного света

Принципиальное отличие ЛДС от лампы накаливания в том, что преобразование электроэнергии в свет происходит благодаря протеканию тока через пары ртути, смешанные с инертным газом в колбе. Ток начинает протекать после пробоя газа высоким напряжением, приложенным к электродам лампы.

1. Дроссель.
2. Колба лампы.
3. Люминесцентный слой.
4. Контакты стартера.
5. Электроды стартера.
6. Корпус стартера.
7. Биметаллическая пластина.
8. Газ.
9. Нити накала лампы.
10. Ультрафиолетовое излучение.
11. Ток разряда.

Образующееся ультрафиолетовое излучение лежит в невидимой для человеческого глаза части спектра. Для его преобразования в видимый световой поток стенки колбы покрывают специальным слоем, люминофором. Меняя состав этого слоя можно получать разные световые оттенки.
Перед непосредственным запуском ЛДС электроды на её концах разогреваются прохождением через них тока или же за счёт энергии тлеющего разряда.
Высокое напряжения пробоя обеспечивает ПРА, который может быть собран по известной традиционной схеме или же иметь более сложную конструкцию.

Принцип действия стартера

На рис. 1 представлено типовое подключение ЛДС со стартером S и дросселем L. К1, К2 – электроды лампы; С1 – косинусный конденсатор, С2 – фильтрующий конденсатор. Обязательным элементом таких схем является дроссель (катушка индуктивности) и стартер (прерыватель). В качестве последнего зачастую используется неоновая лампа с биметаллическими пластинами. Для улучшения низкого коэффициента мощности из-за наличия индуктивности дросселя применяют входной конденсатор (С1 на рис.1).

Рис. 1 Функциональная схема подключения ЛДС

Фазы запуска ЛДС следующие:
1) Разогрев электродов лампы. В этой фазе ток течёт по цепи «Сеть – L – К1 – S – К2 – Сеть». В этом режиме стартер начинает хаотично замыкаться / размыкаться.
2) В момент разрыва цепи стартером S энергия магнитного поля, накопленная в дросселе L, в виде высокого напряжения прикладывается к электродам лампы. Происходит электрический пробой газа внутри лампа.
3) В режиме пробоя сопротивление лампы ниже, чем сопротивление ветви стартера. Поэтому ток течёт по контуру «Сеть – L – К1 – К2 – Сеть». В этой фазе дроссель L выполняет роль реактивного токоограничивающего сопротивления.
Недостатки традиционной схемы пуска ЛДС: звуковой шум, мерцание с частотой 100 Гц, увеличенное время пуска, низкий КПД.

Принцип действия ЭПРА

Электронные ПРА (ЭПРА) используют потенциал современной силовой электроники и являются более сложными, но и более функциональными схемами. Такие устройства позволяют контролировать три фазы запуска и регулировать световой поток. В результате повышается срок службы лампы. Также, из-за питания лампы током более высокой частоты (20÷100 кГц) отсутствует видимое мерцание. Упрощённая схема одной из популярных топологий ЭПРА приведена на рис. 2.

Рис. 2 Упрощённая принципиальная схема ЭПРА
На рис. 2 D1-D4 – выпрямитель сетевого напряжения, С – фильтрующий конденсатор, Т1-Т4 – транзисторный мостовой инвертор с трансформатором Tr. Опционально в ЭПРА могут присутствовать входной фильтр, схема коррекции коэффициента мощности, дополнительные резонансные дроссели и конденсаторы.
Полная принципиальная схема одного из типовых современных ЭПРА приведена на рис 3.

Рис. 3 Схема ЭПРА BIGLUZ
В схеме (рис. 3) присутствуют основные выше названные элементы: мостовой диодный выпрямитель, фильтрующий конденсатор в звене постоянного тока (С4), инвертор в виде двух транзисторов с обвязкой (Q1, R5, R1) и (Q2, R2, R3), дроссель L1, трансформатор с тремя выводами TR1, схема запуска и резонансный контур лампы. Две обмотки трансформатора служат для включения транзисторов, третья обмотка входит в состав резонансного контура ЛДС.

Способы пуска ЛДС без специализированного ПРА

При выходе из строя лампы дневного света возможны две причины:
1) Из строя вышел стартер. В таком случае достаточно заменить стартер. Эту же операцию следует провести при появлении мерцания лампы. В таком случае при визуальном осмотре на колбе ЛДС нет характерных затемнений.
2) Из строя вышла сама ЛДС. Возможно, перегорела одна из нитей электродов. При визуальном осмотре могут быть заметны потемнения на концах колбы. Здесь можно применить известные схемы запуска для продолжения эксплуатации лампы даже с перегоревшими нитями электродов.
Для экстренного запуска лампу дневного света можно подключить без стартера по схеме, приведенной ниже (рис. 4). Здесь роль стартера выполняет пользователь. Контакт S1 замыкается на весь период работы лампы. Кнопка S2 замыкается на 1-2 секунды для зажигания лампы. При размыкании S2 напряжение на ней в момент зажигания будет значительно больше сетевого! Поэтому при работе с такой схемой следует проявлять повышенную осторожность.

Рис. 4 Принципиальная схема запуска ЛДС без стартера
Если требуется быстро зажечь ЛДС со сгоревшими нитями накала, то необходимо собрать схему (рис. 5).

Рис. 5 Принципиальная схема подключения ЛДС со сгоревшей нитью накала
Для дросселя 7-11 Вт и лампы 20 Вт номинал С1 – 1 мкФ с напряжением 630 В. Конденсаторы с меньшим номиналом использовать не стоит.
Автоматические схемы запуска ЛДС без дросселя предполагают использование в качестве ограничителя тока обыкновенной лампы накаливания. Такие схемы, как правило, являются умножителями и питают ЛДС постоянным током, что вызывает ускоренный износ одного из электродов. Однако подчеркнём, что такие схемы позволяют некоторое время запускать даже ЛДС со сгоревшими нитями электродов. Типовая схема подключения люминесцентной лампы без дросселя приведена на рис. 6.

Рис. 6. Структурная схема подключения ЛДС без дросселя

Рис. 7 Напряжение на ЛДС подключенной по схеме (рис. 6) до момента пуска
Как видим на рис. 7 напряжение на лампе в момент пуска доходит до уровня 700 В примерно за 25 мс. Вместо лампы накаливания HL1 можно использовать дроссель. Конденсаторы в схеме рис. 6 следует выбирать в пределах 1÷20 мкФ с напряжением не меньше 1000В. Диоды должны быть рассчитаны на обратное напряжение 1000В и ток от 0,5 до 10 А в зависимости от мощности лампы. Для лампы мощностью 40 Вт будет достаточно диодов, рассчитанных на ток 1.
Ещё один вариант схемы запуска показан на рис 8.

Рис. 8 Принципиальная схема умножителя с двумя диодами
Параметры конденсаторов и диодов в схеме на рис. 8 аналогичны схеме на рис. 6.
Один из вариантов использования низковольтного источника питания приведен на рис. 9. На основе такой схемы (рис. 9) можно собрать беспроводную лампу дневного света на аккумуляторе.

Рис. 9 Принципиальная схема подключения ЛДС от низковольтного источника питания
Для вышеприведенной схемы необходимо намотать трансформатор с тремя обмотками на одном сердечнике (кольце). Как правило, первой наматывают первичную обмотку, затем главную вторичную (на схеме обозначена, как III). Для транзистора необходимо предусмотреть охлаждение.

Заключение

При выходе из строя стартера лампы дневного света можно применить экстренный «ручной» запуск или простые схемы питания постоянным током. При использовании схем на основе умножителей напряжения есть возможность запускать лампу без дросселя, используя лампу накаливания. Работая на постоянном токе, отсутствует мерцание и шум ЛДС, однако уменьшается срок службы.
В случае перегорания одной или двух нитей катодов люминесцентной лампы её можно продолжать эксплуатировать некоторое время, применяя упомянутые схемы с повышенным напряжением.