Мы разобрали влияние стартера на люминесцентную лампу и теперь будем детально изучать принцип его работы. Как именно устройство определяет время, необходимое для прогрева спиралей? Как стартер распознает момент, когда лампа загорается, и в дальнейшем не требует своего участия? Давайте внимательно рассмотрим конструкцию стартера.
Зачем нужен стартер для люминесцентных ламп
Газоразрядные источники света стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Эти устройства находят широкое применение в освещении как жилых, так и производственных помещений, обеспечивая стабильное и равномерное освещение. Это освещение остается стабильным при условии, что элементы схемы не имеют деградации.
Одной из основных схем, которые используются в таких системах, является совокупность осветительного прибора, катушки индуктивности (дросселя) и устройства стартера. Дроссель, являясь обычной катушкой индуктивности, участвует в процессе пуска, но его главная задача заключается в обеспечении защиты. Он ограничивает напряжение в случае резких колебаний, и, как правило, является самым долговечным компонентом всей схемы.
Стартер выполняет исключительно функцию запуска схемы для газоразрядных ламп и больше не участвует в дальнейшем функционировании светильника.
Люминесцентная лампа, известная также как газоразрядная или лампа дневного света, представляет собой герметичную стеклянную колбу, в которой находятся электроды с обеих сторон. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором — веществом, которое начинает светиться при эмиссии электронов, в то время как внутри трубки находятся пары ртути.
В соответствии со стандартом, люминесцентный светильник должен включаться в течение 10 секунд с момента подачи напряжения.
Устройство стартера для люминесцентной лампы
Пусковое устройство является необходимым элементом для схемы освещения на газоразрядных источниках света. Это устройство занимает вторую по важности позицию в структуре освещения.
Классический стартер чувствителен к условиям эксплуатации и является менее долговечным компонентом системы. При его неисправности осветительная система не сможет запуститься.
На изображении представлена схема подключения стартера к лампам дневного света.
При рассмотрении данной схемы можно четко понять основные функции стартера:
- Стартер активируется сразу при подаче напряжения питания,
- В момент запуска происходит предварительный прогрев катодов, так как отсутствие этого процесса делает эмиссию электронов невозможной,
- После прогрева стартер размыкает цепь.
Схема биметаллического стартера неизменна, хотя существует множество исполнения и конструкций.
На изображении представлен внешний вид стартера.
Корпус устройства обычно изготавливается из пластика, а контакты располагаются на текстолитовой пластине, хотя могут использоваться и другие диэлектрические материалы. Некоторые производители оснащают стартерами прозрачными смотровыми окнами, позволяющими наблюдать за процессом работы. Например, стартеры, которые производились в СССР, были выполнены из алюминия. Внутри стартера размещены два основных компонента: колба с биметаллическими контактами и конденсатор, которые соединены параллельно. Конденсатор предназначен для уменьшения высоких токов, а также выполняет функцию гашения дугового разряда между электродами, что существенно уменьшает износ стартера. Если конденсатор отсутствует, электроды могут спаяться, рискуя вывести из строя схему, функционирование которой становится непредсказуемым. Дроссель (катушка индуктивности) также необходим для создания импульса, который запускает процесс работы.
Внутри стартера находятся два электрода, а колба заполнена инертным газом. Чаще всего используется неон, реже встречаются водородно-гелиевые смеси. Электроды стартеров могут быть выполнены в виде биметаллических подвижных контактов. Существуют две конструкции: симметричная, которая включает два подвижных контакта, и несимметричная, с одним. Симметричный тип является более распространенным и экономически более выгодным в производстве. Стартеры старого образца работали эффективно при колебаниях питающего напряжения в пределах 20 процентов, в то время как современные устройства не имеют такой проблемы.
Устройство стартера
Разработаны различные виды и модификации стартера, но все они имеют схожие конструктивные элементы, отличающиеся лишь спецификациями, поскольку используются для разнообразных типов ламп. Зная основные компоненты стартера, можно легко проверить его работоспособность, обнаружить неисправности и решить, возможно ли его дальнейшее использование.
Таким образом, любое пусковое устройство включает в себя следующие элементы:
- Корпус, выполненный из металла или пластика, в который помещены все остальные компоненты, защищающие стеклянные детали от повреждений. В верхней части корпуса располагается отверстие, а снизу находятся выведенные наружу ножки контактов.
- Колба, изготовленная из стекла и наполненная газом; обычно это неон или смесь водорода и гелия.
- Электроды – анод и катод, которые могут быть реализованы в двух вариантах: симметричные с двумя подвижными контактами или несимметричные с одной подвижной частью. Каждый из электродов выведен наружу через цоколь. На практике чаще всего используется симметричная система электродов.
- Конденсатор, который критически важен для сглаживания высоких токов, а также участвует в размыкании электродов и гашении дуги, возникшей между токоведущими частями. Если конденсатора нет, это может привести к спайкам контактов из-за дугового разряда, что приведет к преждевременному износу стартера.
Надежность работы стартера определяется биметаллическими электродами, нагрева которых связано с напряжением конкретной электрической сети. Если электрический ток опускается до 80% от его номинала, стартер может не сработать, и лампа не загорится. В отличие от традиционных стартеров, современные электронные стартеры для люминесцентных ламп, используемые в электронных пускорегулирующих аппаратах (ЭПРА), имеют высокую устойчивость к перепадам напряжения и всегда находятся в полной готовности к работе. Поэтому они широко устанавливаются в современных светильниках, в то время как устаревшие пускатели стремительно выходят из употребления.
При замене стартера нужно учитывать, что каждой марке люминесцентной лампы требуется соответствующее пусковое устройство.
Принцип действия
Принцип работы стартера тесно связан с функционированием всей люминесцентной лампы и протекает в следующем порядке:
- На старте электроды находятся в разомкнутом состоянии.
- При подаче напряжения из сети в колбе начинается процесс тлеющего разряда с током от 20 до 50 мА.
- Тлеющий разряд воздействует на биметаллические электроды, что приводит к их нагреву.
- В результате нагрева электроды гибнут и под действием этого процесса происходит прекращение тлеющего разряда и замыкание электрической цепи внутри лампы.
- По замкнутой цепи начинает двигаться электрический ток, который разогревает дроссель и катоды самой лампы.
- После прекращения тлеющего разряда электроды начинают остывать, что приводит к их размыканию, и цепь разрывается.
- Эти действия вызывают появление высокого импульсного напряжения, воздействующего на дроссель. Дроссель, обладая индуктивностью, запускает зажигание лампы.
- Постепенно яркость лампы возрастает и достигает своей предельной нормы. Так как стартер подключен параллельно с лампой, для него уже не остается достаточного напряжения для создания вновь тлеющего разряда, так как весь ток уходит на поддержание свечения. Поэтому электроды остаются разомкнутыми, и при этом лампа продолжает функционировать.
Какие бывают стартеры для ламп
Теперь, когда мы разобрались, как работает стартер, необходимо выяснить, какие они бывают и в чем их различия. Существует два основных типа стартеров: традиционные и электронные. Электронные стартеры выполняют аналогичные задачи, но они собраны на базе электронных компонентов, таких как диоды, тиристоры, транзисторы и конденсаторы.
Чем отличается такая электроника от классического старта, который включает газоразрядную лампу? Основные преимущества электронной схемы следующие:
- Продолжительный срок службы. Электронное пусковое устройство не содержит механических контактов, склонных к подгоранию, и биметаллических пластин, которые со временем могут уставать. Это значительно увеличивает срок службы электронного устройства по сравнению с традиционным.
- Минимум помех. Бесконтактная конструкция производит незначительное количество электромагнитных помех, что значительно снижает влияние на работу чувствительной электроники.
- Увеличение срока службы люминесцентной лампы. Электронный стартер оптимизирует ток для прогрева спиралей и обеспечивает необходимое время прогрева. В итоге лампа запускается более эффективно, а ее электроды не подвержены перегреву или повреждению при холодном старте.
- Автоматическое отключение старой лампы. Если люминесцентная лампа начинает показывать признаки неисправности и трудности в запуске, стартер автоматически отключает ее от сети.
- Защита от перегрева. При превышении допустимых значений тока стартер отключает светильник, что позволяет избежать перегрева дросселя и предотвращает возможность возгорания.
- Широкий диапазон рабочих температур. Электронные стартеры способны функционировать в жестких температурных условиях — в диапазоне от -30 до +85 °С, что делает их подходящими для использования в уличных светильниках и на объектах, подвергающихся серьезным термическим колебаниям.
Однако следует отметить, что стоимость электронных стартов значительно выше (в 10-20 раз) по сравнению с газоразрядными вариантами. Поэтому замена газоразрядных стартов на электронные не всегда оправдана с точки зрения экономической целесообразности.
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Важно не путать электронный стартер с электронным пускорегулирующим аппаратом (ЭПРА). Первый играет роль пускового устройства и работает вместе с электромагнитным балластом, в то время как второй объединяет функции балласта и пускового устройства и используется на замену как дросселя, так и стартера, являясь их электронным аналогом.
Следует упомянуть и об общих различиях стартеров независимо от их конструкции. Пусковые устройства для люминесцентных ламп различаются по двум основным параметрам.
По рабочему напряжению. Важно, чтобы напряжение, необходимое для зажигания стартера, находилось ниже питающего напряжения, но выше рабочего напряжения лампы. В противном случае лампа либо не запустится (если напряжение сети ниже), либо стартер не отключится после того, как лампа зажжется (если рабочее напряжение лампы выше).
Стартеры выпускаются с двумя рабочими напряжениями — 220 и 110 В (как правило, указываются в диапазонах 110-130 и 220-240 В). Первые подойдут для использования с лампами на 220 В, вторые — для ламп на 110 В. Лампы на 110 В могут функционировать в сетях как 110, так и 220 В. В последнем случае они подключаются парами, и для каждой лампы требуется свой стартер на 110 В.
Полезно! Согласно ГОСТ Р 8799-90 (переиздание 2004 г.) стартовые устройства выпускаются на напряжение 127 В, а не на 110 В.
Расшифровка маркировки
Отсутствие единого стандарта для маркировки стартеров для люминесцентных ламп означает, что варианты обозначений варьируются. В соответствии с ГОСТ Р 8799-90 (переиздание 2004 г.) отечественные пусковые устройства маркируются следующим образом: ХХС-YYY-Z, где:
- ХХ – мощность лампы, для которой предназначен стартер. В этом контексте:
- 20 и 80 — предельные значения мощностей ламп, для которых разработан стартер, причем нижний предел составляет 4 Вт;
- 65, 70, 85, 90, 125 — конкретные значения мощности лампы, для которой предназначен стартер.
На приведенном ниже фото изображены пусковые устройства, предназначенные для ламп мощностью от 4 до 80 Вт и для рабочего напряжения 220 В.
Что касается зарубежной маркировки, компания OSRAM обычно обозначает свои стартеры буквами ST и трехзначным буквенным кодом.
Таблица маркировки наиболее популярных пусковых устройств для ЛЛ компании OSRAM
*диапазон для электронной модели.
Фирма Philips маркирует свои пусковые устройства символом S и цифровым кодом. Например, модификация S2 предназначена для работы с лампами мощностью 4-22 Вт при напряжении 110 или 220 В. Модель S10 рассчитана на лампы мощностью 4-65 Вт при напряжении 220 В. Есть более мощные модели, такие как стартер S12, который работает с лампами мощностью 115-140 Вт при напряжении 220 В.
Фирма Sylvania использует для маркировки свои изделия символы FS с числовым кодом. Чем меньше число, тем большей мощности лампы могут быть подключены.
Важно! На рынке можно столкнуться и с другими маркерами, такими как COP или PBS.
к содержанию ↑
Виды стартеров для люминесцентных приборов
В зависимости от алгоритма работы пусковые устройства можно разделить на три основных типа: электронные, тепловые и с тлеющим разрядом. Несмотря на конструктивные различия и принцип действия, все они выполняют аналогичные функции.
Пускатель электронного типа
Процессы, которые происходят в системе контактов стартеров, не регулируются, и на их функционирование влияет температурный режим окружающей среды. Например, при температуре ниже 0°C скорость нагрева электродов становится значительно медленной, и, следовательно, пусковое устройство требует больше времени для запуска света.
Также в процессе нагрева контакты могут спаиваться, что способствует перегреву и разрушению спиралей лампы, следовательно, приводит к ее повреждению.
Большинство моделей электронных балластов для люминесцентных ламп базируется на микросхеме UBA 2000T. Данный тип устройства позволяет предотвращать перегрев электродов и тем самым значительно продлевает срок службы контактов лампы, а, соответственно, и период ее эксплуатации.
Даже нормально функционирующие устройства со временем начинают изнашиваться. Они дольше сохраняют накал контактов лампы, тем самым уменьшая производственный ресурс последней.
Сложные конструкции с микросхемами были задействованы для устранения вышеуказанных недостатков в полупроводниковой микроэлектронике стартеров. Эти конструкции позволяют ограничить количество циклов процесса, имитирующего замыкание электродов стартеров.
В большинстве моделей, представленных на рынке, схемотехническое устройство электронного стартера состоит из двух функциональных узлов:
- управляющей схемы;
- высоковольтного узла коммутации.
Примером может служить микросхема электронного зажигателя UBA2000T от компании PHILIPS и высоковольтный тиристор TN22 от компании STMicroelectronics.
Принцип работы электронного стартера заключается в размыкании цепи за счет нагрева. Некоторые образцы дополнительно оснащены опцией «ждущего» режима зажигания.
Таким образом, размыкание электродов выполняется в нужной фазе напряжения и при оптимальных температурных показателях нагрева контактов.
Полупроводниковые компоненты электронного балласта должны соответствовать ключевым рабочим характеристикам, таким как соответствие значения мощности и напряжения к подключенному светотехническому устройству.
Стоит отметить, что при возникновении поломок лампы и неудачных попытках ее запуска механизм автоматически выключается, если количество попыток достигает 7. В таком случае преждевременный выход из строя электронного стартера не будет проблемой.
После замены лампочки на исправную, устройство сможет возобновить процесс запуска. Единственный минус данной модификации заключается в высокой цене.
В схемах со стартерами можно использовать симметрированные дроссели с обмоткой, которая делится на равные участки с равным количеством витков, накрученных на общем сердечнике, для снижения радиопомех.
Роль конденсатора в схеме
Как упоминалось ранее, конденсатор расположен в корпусе устройства параллельно его катодам.
Этот компонент решает две ключевые задачи:
- Снижение уровня электромагнитных помех, создаваемых в диапазоне радиоволн, которые возникают в результате контакта системы электродов стартера с лампой.
- Регулирует процесс зажигания люминесцентной лампы.
Дополнительный механизм снижает величину импульсного напряжения, образуемого во время размыкания катодов стартера, и увеличивает его продолжительность.
Конденсатор также снижает вероятность слипания контактов. В случае отсутствия конденсаторов, напряжение на лампе может быстро увеличиваться, доходя до нескольких тысяч вольт, что значительно уменьшает надежность процесса розжига ламп.
Поскольку использование одного подавляющего устройства не обеспечивает полного уровня защиты от электромагнитных помех, на входе схемы предусмотрены два конденсатора, общая емкость которых составляет не менее 0,016 мкФ. Они подключаются последовательно к заземлению в средней точке.
Сроки службы дросселей и стартеров
Срок службы стартера определяется количеством включений светильника, так как в остальное время он не участвует в работе и составляет около 6000 включений. Средний срок его эксплуатации — примерно три года.
Не рекомендуется экономить на качестве. Предпочитайте проверенных производителей, которые занимаются производством осветительного оборудования, таких как Vossloh — Schwabe или PHILIPS. Их компоненты прослужат значительно дольше по сравнению с менее надежными аналогами, которые часто можно встретить, например, из Китая. Если вы не уверены в своих знаниях в области электричества, лучше доверить выбор профессионалам или консультантам магазина.
Особенности замены элементов
Замена стартера несложная и очень похожа на замену обычной лампочки. О том, что стартер вышел из строя, часто свидетельствует периодическое отключение света. Чтобы заменить стартер, выключите освещение и снимите крышку светильника. Отключите старый стартер, поворачивая его против часовой стрелки, и вставьте новый, закрепив его в том же порядке.
Замена дросселя требует больше усилий. Перед началом работы обязательно отключите свет в квартире (в электрическом щитке), так как на люминесцентной лампе присутствует напряжение даже в выключенном состоянии. Снимите крепеж и отсоедините провода, а затем подключите их в том же порядке к новому дросселю и установите устройство обратно на место.
Найти надежные стартер и дроссель можно в ТВК ЭлектроЦентр и на сайте интернет-магазина stv 39. ru .
