Схема ЕПРА для лб-40

Лампи денного світла (ЛДС) у вигляді довгої трубки давно застосовуються як в побуті, так і в офісах. Головна їхня перевага, порівняно з лампами розжарювання, - велика світловіддача, довговічність і економія електроенергії.

У старих світильниках застосовували важкі дроселі та стартери, вони довго і з миготінням запалювали лампи, працювали ненадійно, гули, а лампи блимали. На зміну їм прийшли електронні баласти. Вони легші за вагою, миттєво запалюють лампу, чи не гудуть, працюють в широкому діапазоні живлячої напруги, не блимають, так як працюють на високих частотах, і за вартістю наблизилися до світильників з важкими дросселями.

Фото. Зовнішній вигляд світильника

Зовнішній вигляд такого світильника китайського виробництва типу DL-3011 для ЛДС потужністю 36 Вт показаний на фото. Його номінальна напруга живлення 220 ... 240 В / 50 Гц, але при випробуваннях показав працездатність і в діапазоні напруг 100 ... 240 B. Сам електронний блок живлення (баласт) поміщається всередині світильника в пластмасовій коробці. Він змонтований на монтажній платі розмірами 107х27 мм (рис.1).

Рис 1. Електронний ПРА

Принципова схема ЕПРА намальована по платі і показана на рис.2 Всі елементи на ній позначені так само, як і на монтажній платі.

Рис 2. Принципова схема ЕПРА

Спочатку згадаємо принцип запалювання люмінесцентних ламп, в тому числі і при застосуванні електронних баластів. Для цього необхідно виконати дві умови: перше - розігріти обидві її нитки розжарення, друге - докласти велике (близько 600 В) напруга. Величина напруги запалювання прямо пропорційна довжині скляної люмінесцентної лампи, тобто для коротких (18 Вт) ламп воно менше, а для довгих (36 ... 40 Вт) ламп - більше.

Робота електронного баласту

Спочатку мережеве напруга випрямляється до постійної напруги 260 ... 270 В (виміряно на працюючому перетворювачі при напрузі мережі

220 В) і згладжується електролітичним конденсатором С1 (15 мкФ / 400 В).

Далі двотактний полумостовой перетворювач, активними елементами якого є два біполярних високовольтних транзистора структури n-p-n (MJE13005), званими ключами (рис.2), перетворює постійну напругу 260 ... 270 В в високочастотну напругу частотою 38 кГц, що дозволяє значно зменшити габарити і вага баласту. Навантаженням і одночасно керуючим елементом перетворювача є трансформатор (позначений на схемі як TU38Q2) зі своїми трьома обмотками, з них дві - керуючі обмотки (кожна по 4 витка) і одна - робоча, що складається з двох витків (рис.2 см. Прикріплені дані) . Ланцюг з робочою обмоткою створює навантаження на перетворювач.

Початковий запуск перетворювача забезпечує симетричний динистор, позначений у схемі DB3. Він відкривається, коли після включення електромережі напруга в точках його підключення перевищить поріг спрацьовування. При відкритті динистор подає імпульс на базу транзистора, після чого перетворювач запускається.

Транзисторні ключі відкриваються противофазно від імпульсів з керуючих обмоток. Для цього обмотки включені в бази транзисторів противофазно (на рис.2 початок обмоток позначені крапками). Відкриття кожного ключа викликає наводку імпульсів в двох протилежних обмотках, в тому числі і в робочій обмотці (2 витка). Змінна напруга з робочої обмотки L1 подається на люмінесцентну лампу через послідовний ланцюг, що складається з обмотки L1, першої нитки розжарення лампи, С5 (4700 пФ / 1200 В), другої нитки розжарення лампи, С4 (100 нФ / 400 В). Величини індуктивностей і ємностей в цьому ланцюзі підібрані так, що в ній виникає резонанс напруг при незмінній частоті перетворювача.

На конденсаторі С5 (470 пФ / 1200 В), включеному в резонансну ланцюг (до лампи), відбувається найбільше падіння напруга (так як у С5 найбільше реактивний опір з усіх елементів контуру), воно запалює лампу.

Отже, максимальний струм в резонансної ланцюга розігріває обидві її нитки розжарення, а велике резонансне напруга на конденсаторі С5 запалює лампу.

Запалена лампа хоча і зменшує свій опір, але, як показали вимірювання, змінна напруга на ній (і на конденсаторі С5) становить близько 295 В, а на дроселі L1 - близько 325 В. Тобто резонанс напруг в ланцюзі триває, через що вже запалена лампа і продовжує горіти. Дросель L1 своєї індуктивністю обмежує струм в запаленою лампі, так як її опір після запалювання зменшується. Після запалювання лампи перетворювач продовжує працювати в автоматичному режимі, не змінюючи свою частоту з моменту запуску. Весь цей процес запалювання триває менше 1 с.

При випробуваннях світильник зберігав працездатність в діапазоні напруги живлення змінного струму від 220 В до 100 B, при цьому частота перетворення збільшувалася з 38 кГц до 56 кГц, але яскравість світіння лампи при напрузі 100 B помітно зменшилася.

Слід зазначити, що на люмінесцентну лампу весь час подається змінна напруга, так як це забезпечує рівномірний знос емісійних здібностей ниток розжарювання і цим збільшує термін служби лампи. При харчуванні лампи постійним струмом термін її служби зменшується на 50%.

Деталі електронного баласту

Типи радіоелементів вказані в принциповій схемі (рис.2 см. Прикріплені дані). До складу пристрою входять:

При ремонті плати під напругою будьте обережні, так як її радіоелементи знаходяться під фазною напругою.

Перегорання (обрив) накальних спіралей люмінесцентної лампи, при цьому блок живлення залишається справним. Це типова несправність. Усувається вона простою заміною скляної лампи, яка продається в будь-якому магазині електротоварів і коштує близько 1,5 USD. Застосовувати можна лампи потужністю 36 і 40 Вт.

Тріщини в пайку монтажної плати

Причини їх появи: періодичне нагрівання і наступне, після виключення, охолодження місця пайки, а також низькоякісна пайка плати виробником. Нагріваються місця пайки від елементів, які гріються, - це транзисторні ключі. Такі тріщини можуть проявитися після декількох років експлуатації, тобто після багаторазового нагрівання і охолодження місця пайки. Усувається несправність повторної пайкою тріщини. Іноді необхідно попередньо зачистити місце пайки.

Пошкодження окремих радіоелементів

Окремі радіоелементи можуть пошкодитися від стрибків напруги в електромережі. В першу чергу, це транзистори MJE13005. Виробники не передбачили захисту схеми від сплесків напруги, наприклад, варисторами. Скачки напруги часто мають місце в сільських електромережах під час сильних вітрів і блискавок, тому під час таких атмосферних явищ світильник краще не включати. Наявний в схемі запобіжник (1А) не захистить радіоелементи від стрибків напруги, а лише при пробої радіоелементів.