ЕПРА для люмінесцентних ламп

Одним з основних елементів великої кількості освітлювальних приладів є пускорегулюючий пристрій, що позначається абревіатурою ЕПРА. Компонент має особливості, які краще знати до приєднання до світильника. Розглянемо схему ЕПРА.

Що таке ЕПРА

ЕПРА – це електронна пускорегулююча апаратура, що дозволяє значно продовжити термін служби освітлювальних приладів та зробити їхню роботу більш ефективною. Компонент представляє модуль із контактами, до яких приєднуються клеми вхідної напруги, а також навантаження у вигляді ламп.

Ось так виглядає ЕПРА.

Блок ЕПРА став ефективною заміною морально застарілим стабілізаторам з використанням дроселів та стартерів. Саме електронний модуль встановлюється у всі сучасні прилади.

Переваги та недоліки

Розглядаючи електронний пускорегулюючий апарат, можна виділити деякі особливості. Є як переваги, що виділяють блок серед конкурентів, так і недоліки.

1. Використання ЕПРА у схемах підключення люмінесцентних ламп значно продовжує термін служби елементів.



2. Високий ККД, втрати під час роботи зводяться до мінімуму за рахунок відмови від дроселя.



3. Економія електроенергії.



4. Відсутні викиди або перешкоди у мережі живлення та підключеній апаратурі.



5. Освітлювальний пристрій працює стабільно без пульсацій.



6. У разі несправності лампи, система відразу перестає подавати напругу на контакти.



7. Електроди нагріваються плавно, без різких стрибків чи перепадів температур.



8. Навіть серйозні перепади напруги в мережі живлення не впливають на стабільність світлового потоку.



9. Деякі моделі можуть працювати від постійного струму.



10. Передбачено надійний захист від короткого замикання чи пробою.



11. У процесі роботи схема не видає чужих звуків.



12. За допомогою ЕПР можна запустити прилад освітлення навіть при низьких температурах.

Не обійшлося і без мінусів:

1. У продажу багато дешевих низькоякісних приладів із малим ресурсом роботи.



2. Добротні моделі коштують дорого.



3. Значна частина моделей не може бути використана зі світлодіодними лампами.

Конструкція та принцип роботи ЕПРА

Будь-який електронний пускорегулюючий апарат складається з елементів:

• пристрій для випрямлення струму;



• фільтр відсіювання електромагнітного випромінювання;



• блок коригування коефіцієнта потужності ланцюга;



• фільтр напруги, що згладжує;



• інвертор;



• дросель або баласт для ламп.

Конструкція може бути бруківка або напівмостова. Перший варіант має покращені характеристики та застосовується у світильниках високої потужності, від 100 Вт. Схема ефективно підтримує показники світіння і напруги, що подається на катоди.

ЕПРА у розібраному вигляді.

Найбільш популярні напівмостові схеми, т.к. підходять для більшості побутових ламп люмінесцентних потужністю до 50 Вт. Конструкції з маркуванням 2х36 підтримують підключення двох ламп потужністю 36 Ст.

Робота пристрою складається з кроків:

1. Увімкнення та попереднє прогрівання ниток розжарення. Це важлива маніпуляція, що значно продовжує термін служби джерел освітлення. Без попереднього нагрівання світильник не ввімкнеться за знижених температур.



2. Генерація імпульсу високовольтного імпедансу з напругою близько 1,5 кВ, що викликає пробій газового середовища всередині колби та запуск свічення.



3. Стабілізація напруги та підтримка його на необхідному рівні.Напруга для підтримки горіння невелика, що робить схему безпечною.

Електромагнітний пристрій старого зразка

Довгий час у схемах використовували електромагнітні вузли, що регулювали показники свічення. Вони були досить ефективними, проте відрізнялися підвищеною чутливістю до перепадів напруги та громіздкими розмірами.

До складу модуля старого зразка входило два компоненти: дросель та стартер.

Дросель, що виступає в ролі баласту, займав багато місця і не дозволяв створювати компактні джерела світла.

Влаштування старого зразка.

Схема включала один або два стартери. Від якості та ефективності стартерів залежала довговічність лампи.

Одним з недоліків пускорегулюючої апаратури старого зразка можна вважати ефект стробування у вигляді мерехтіння.

Удосконалення конструкції до ЕПРА

Удосконалену конструкцію пускорегулюючого пристрою для люмінесцентних ламп почали масово інтегрувати в електронні схеми близько 30 років тому.

Новий пристрій був комплексом напівпровідникових приладів, більш компактним ніж традиційні схеми.

Вдосконалена конструкція апарату.

Електромагнітні регулятори змінилися на більш досконалі напівпровідникові компоненти, за допомогою яких можна точно регулювати параметри світіння.

Схема підключення

ЕПРА стали ефективною заміною традиційним схемам з дроселями та стартерами, зменшивши конструкцію світильника та розширивши можливості.

Схема підключення однієї лампи до ЕПРА.

Всі мінуси дроселів у ЕПРА відсутні.

Схема підключення кількох ламп до ЕПРА.

Блок краще ставити на фазовий дріт При наявності нуля потенціал зберігається, що виражається невеликими мерехтіннями джерела світла при відключенні живлення.

Для згладжування мерехтіння конденсатор шунтується резистором з опором 100 кОм.

Що таке ЕПРА (електронний баласт)

Принцип роботи ламп денного світла заснований на виділенні світлового потоку парами ртуті в середовищі інертного газу. можна підтримувати невеликим тліючим розрядом, що наводить до економії електроенергії. ЕПРА - це електронний пусковий пристрій або електронний баласт, що реалізує описаний алгоритм запуску та підтримки роботи.

Електронний баласт, що застосовується для люмінесцентних ламп денного світла, зовні є невеликим електронним блоком, за схемою розташований між джерелами світла і точкою підключення до зовнішнього електропостачання.У невеликих люмінесцентних лампах, наприклад, з цоколем Е27, які часто називають енергозберігаючими, ЕПРА вбудована в корпус і додаткових підключень не потрібно.

Що являє собою баласт

ЕПРА - це електронна пускорегулююча апаратура, що має вигляд окремого модуля з контактами, для подачі напруги та підключення до джерела світла. Пристрій має просту конструкцію, і може застосовуватися на виробництві, готелях та котеджах. Воно забезпечує безперервну роботу освітлювальних елементів, що функціонують від високочастотної напруги електричної мережі без фазової корекції.

Світлодіодні та люмінесцентні лампи (денного світла) з electronic ballast придбали можливість подачі споживачу великого світлового потоку від електричної мережі зі збільшенням термінів роботи. Високочастотний перетворювач ЕПРА стабілізує напругу та виконує функції:

• управління силою світла;



• контролю роботи системи;



• моніторинг роботи конструктивних елементів;



• нормалізації процесів світлодіодів.

Електронний баласт практично повністю замінив свого попередника електромагнітний стабілізатор, який застосовувався для люмінесцентних ламп. Компактність ЕПРА дозволяє його підключити за простою схемою, яка докладно описана в інструкції та на коробці виробу виробником.

Щоб лампи коректно функціонували, їх потрібно запустити рівномірно підтримуючи струм через колбу. З цим успішно справляється пусковий пристрій, виконуючи роль баласту, до якого можна одночасно підключити одне або кілька джерел світла.

Баласт від компанії «FERON»

ЕПРА має 2 входи - силовий 230 В, що функціонує в змінному струмі, і керуючий, від 1 до 10 для постійного струму.

Конструкція та принцип роботи

ЕПРА для люмінесцентних та світлодіодних світильників має наступний пристрій:

• Коректор потужності. Виконує опції вирівнювання приймаючого обладнання та підтримує живлення в одному режимі.



• Підвищує напругу до потрібних значень.



• Випрямляч. Перетворює змінний струм на постійний.



• Фільтр.



• Баласт. Виконує функції електромагнітного дроселя.



• Регулятор яскравості. Впливає на функції освітлення.



• Фільтр, що згладжує. Допомагає знижувати періодику пульсації на приймаючій лінії.



• Двосторонні контакти з клемами Виконують функції підключення до мережі.

Внутрішня конструкція приладу нагадує роботу транзистора в бруківці або мікросхем-драйверів у світильниках.

1. Розігрів. Відбувається запуск схеми приладу за будь-якої навколишньої температури і включення світла передається вольфрамовим ниткам.



2. Підпал. Відбувається момент подачі високовольтного імпульсу (1,5 кВт), внаслідок чого в лампах відбувається пробій газів (парів ртуті).



3. Горіння Здійснюється вирівнювання напруги до потрібних параметрів розряду, що тліє, з частотою змінного струму на електродах, в межах 38 кГц.

Такий принцип роботи ЕПРА у світильниках, з прогріванням електродів та вирівнюванням енергії, накопиченої дроселем, залежить від електронної схеми пристрою, що сприяє повному замиканню контактів стартера (пуску), який у сучасних приладах часто замінюють кнопкою, що не має фіксації.

Електромагнітний пристрій старого зразка

Багато хто пам'ятає, як раніше запалювалися лампи денного світла: невелике гудіння, моргання та секунди за три – запуск. Це результат роботи старого типу пускорегулюючого пристрою для люмінесцентних ламп - ЕмПРА (Електромагнітне ПРА). Схема його виглядала приблизно так:

Схема старого типу ПРА для люмінесцентних ламп

Напруга подавалась через дросель на першу обмотку лампи та на стартер. У холодному стані контакти стартера розімкнені, але при розігріві вони замикаються, відбувається різкий стрибок струму в ланцюзі та контакти стартера розмикаються. У цей момент відбувається стрибок напруги через самоіндукцію дроселя, внаслідок чого відбувається старт лампи.

• Тривалість запуску до 3 секунд;



• Якщо температура в приміщенні низька, джерело може не запуститися;



• Шум, гудіння під час роботи;



• Світло таких ламп пульсувало, виявлявся стробоскопічний ефект.

Всі ці недоліки створювали незручність та сильно обмежували застосування люмінесцентних ламп. Пізніше було розроблено електронний баласт, де їх усунули.

Удосконалення конструкції до ЕПРА

Електронний баласт для люмінесцентних та світлодіодних ламп більш удосконалений, і здатний працювати навіть із галогенними світильниками. Єдина умова - він призначений для певного типу ламп, про що завжди вказує виробник. Його не можна використовувати для всіх світильників тільки для одного (галогенного, світлодіодного або люмінесцентного).

Кожен пристрій відрізняється від іншого параметрами, схемами, функціональною потужністю, передбаченою індивідуальним захистом від нестандартних режимів роботи світильників, а також їх деактивації.Сучасні прилади використовують за певних вимог до погоди та клімату, про що вказується у паспорті.

Чим відрізняються старі ПРА та нові пристрої, можна подивитися у відео:

Переваги та недоліки

Переваг у баласту набагато більше, ніж мінусів, а отже, його використання цілком доцільне та економне. Проста схема підключення приладу

ЕПРА підходять будь-яким люмінесцентним лампам, за винятком компактних типів із двоконтактним вбудованим стартером.

Схеми підключення

• Пусковий пороговий елемент.



• Діодний міст.



• Високочастотний генератор (понад 20 кГц).



• Розпалюючий силовий LC-ланцюг.



• Діністор, який забезпечує роботу схеми від 18W до 36W.

Для вступного контуру використовуються 3 основні клеми: нуль, фаза та заземлення, а для виходу – по 2 парні клеми (для кожної лампи).

При включенні приладу змінна напруга надходить на діодний міст. Там воно випрямляється за допомогою конденсатора, що фільтрує. До мосту виробники встановлюють запобіжник та фільтр, призначений для електромагнітних перешкод. Напруга надходить до генератора, що працює автоматично, і відбувається генерація коливань.

Пов'язаний з транзисторами, по обмотках, що управляють, виникають імпульси включення і вимикання, розташовані в протилежних сторонах один від одного. Вони працюють по черзі.Разом їх вмикати не можна, тому що прилад згорить. Робоча обмотка одним кінцем підключена до транзисторів, а іншим – до дроселя LC ланцюга та конденсатора, та забезпечує повне живлення світильника від електричної мережі.

Схема підключення баласту 2 х 36 В

Одночасно, у схемі починається робота диністора, який відкривається в діапазоні напруг на певний час, поки досягне значень до 36 Ст. Більш сучасні моделі електронної пускорегулюючої апаратури працюють на базі ШІМ-контролерів, які мають більш стійкі характеристики, але автогенераторна схема вважається стандартною. Елементи схеми виробниками підбираються таким чином, щоб при виконанні основних функцій вони входили повністю в резонанс.

Підключати представленою схемою можна від однієї та більше 4-х ламп. Як перевірити правильність роботи схеми? Найкраще, якщо це виконає електрик, інженер – люди зі спеціальною освітою.

Варіанти підключення люмінесцентних ламп

Для світильників цього типу підбирають дорогі та дешеві моделі, з двома типами підключення – автогенераторним або з ШІМ-контролерами. Дорогі ЕПРА краще - вони мають якісні опціонні елементи, і зроблені таким чином, що споживають меншу кількість електроенергії.

Схеми підключення подібні між усіма варіантами. Спочатку напруга 220 надходить до діодного мосту і фільтру, утворюючи на виході напруга до 310 В. Потім інверторний модуль збільшує частоту напруги, яка від нього проходить до симетричного трансформатора. Після цього керуючими ключами утворюється робочий потенціал, і люмінесцентна лампа вмикається.

Приклад схеми підключення можна переглянути в цьому відео

Підключення до електронних модулів

Схему приєднання до модулів можна переглянути в інструкції або малюнку, розташованому на корпусі приладу. При підключенні звертається увага, що вказана потужність ЭПРА повинна збігатися з потужністю лампи, інакше світильник нічого очікувати функціонувати.

З люмінесцентними лампами Т4, Т5, Т8 працює прилад із зазначеним ступенем захисту IP23. Якщо світильники встановлюються у вологих приміщеннях, для них беруть пристрої IP 44 і більше. Залежно від конфігурації схеми, можна підключати одну і більше ламп (2, 3, 4 і т.д.).

Як вибрати якісний ЕПРА

• Helvar (Фінляндія).



• Philips (Нідерланди).



• Tridonic (Австрія).



• Osram (Німеччина).

Зустрічаються вітчизняні апарати, а також китайського виробництва. Другі вважаються найдешевшими аналогами. При цьому вони швидко виходять з експлуатації, тому поступаються європейським і російським ЕПРА. Західні моделі, крім довговічності, мають можливість підключення змінної та постійної напруги в мережі 220 В.

Причини поломок ламп, що працюють з електронною пускорегулюючою апаратурою

Усі типи баластів перед запуском їх у виробництво проходять тестування, яке перевіряє коректність їх функцій при різних показниках напруги, з діапазоном 100-220 В. Для ряду ламп в інструкції вказують, який тип баласту за класом їм підійде. Розрізняють 3 основні класи ЕПРА:

• A1. Регульовані.



• A2. Нерегульовані, з невеликими втратами.



• A3. Повністю нерегульовані.

Якщо неправильно підібрати баласт до схеми, що не підходить класу, лампи з ЕПРА миттєво вийдуть з ладу. Також причинами поломок світильників з баластами можуть бути:

• Невідповідність перетворення напруги (в нормі вона при 220 В повинна дорівнювати 38 кГц, а при 100 В - 56 кГц). Тут потрібно уважно підбирати прилад до схеми та вивчати інструкцію.



• Тріщини в місцях паяння схеми плати. Постійний перегрів та обрив схеми. Допоможе паяння або зачищення контактів та дотримання температурного режиму. Без перепадів.



• Обрив нитки розжарювання через якість лампи або закінчення її експлуатаційного терміну. Потрібна заміна лампи.



• Регулярні проблеми з електричною мережею – стрибки напруги, вихід із ладу транзистора. Потрібна перевірка монтажу підключення до мережі, а також відмова від експлуатації ЕПРА для люмінесцентних ламп у негоду (ураган, зливи).

Найчастіше причиною поломки ламп з електронним баластом вважається неправильно проведена схема підключення приладу до ламп своїми руками, без відповідних навичок. Тому найкраще по монтаж звернутися до професіоналів, які також нададуть гарантію на виконану роботу.

Електронний пускорегулюючий апарат для коротких світильників пропонує потужність 18 Вт, а для довгих – понад 36 Вт. Щоб лампи швидко не перегорали, бажано використовувати пристрої із захистом від нестандартних режимів роботи та їх деактивації під час виконання функцій.

Ремонт ЕПРА

Вихід з ладу електронного пускорегулюючого апарату потребує професійного ремонту, з використанням необхідного набору робочих інструментів, зокрема мультиметра. При технічному аналізі ЕПРА з'ясовується, що вона не функціонує. - Таке буває, коли схема не запускається або потрібна паяння плати, заміна лампи.

Майстер оглядає плату, перевіряє нитки розжарювання та справність світлодіодів біля ламп, стан окремих елементів внутрішньої конструкції, щоб не було чорноти, окиснення, корозії. При деформації деталей вони замінюються новими. Виконується паяння. Одночасно перевіряються струмопровідні доріжки та правильність полярності конденсатора.

Також фахівці обов'язково виконують продзвін напівпровідників мультиметром та ревізію транзисторів – у них під час перевірки повинні бути відсутні шуми та писк. Обов'язкову інструментальну діагностику підлягає і перевірка запобіжника.

При виході з ладу більше, ніж один елемент, виконувати ремонт вважається недоцільним. Блоки, що не підлягають відновленню, потрібно повністю замінити новими.

Поширені принципові схеми

Типова схема пристрою, яка застосовується до всіх ламп з використанням електронного пускорегулюючого апарату, виглядає так:

Важливі вузли принципової схеми ЕПРА

Реальна плата баласту виглядає так:

Величина показників напруги у схемі завжди прямо пропорційна довжині люмінесцентної лампи. Типові несправності та їх усунення залежать від кількості деталей, що вийшли з ладу.