Как ограничить ток включения лампы

Для чего нужен стартер и дроссель в схемах включения люминесцентных ламп

Основными элементами схемы включения люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА являются дроссель и стартер. Стартер это миниатюрная неоновая лампа, один или оба электрода которой выполнены из биметалла. При возникновении тлеющего разряда внутри стартера биметаллический электрод нагревается и, затем изгибаясь, накоротко смыкается со вторым электродом.

После подачи напряжения на схему ток через люминесцентную лампу не течет, так как газовый промежуток внутри лампы это изолятор, и для пробоя его нужно напряжение, превышающее напряжение питающей сети. Поэтому загорается только лампочка стартера, напряжение зажигания которой ниже сетевого. Ток величиной 20 — 50 мА течет по дросселю, электродам люминесцентной лампы, неоновой лампе стартера.

Стартер состоит стеклянного баллона, наполненного инертным газом. В баллон впаяны металлический неподвижный и биметаллический электроды, имеющие выводы, проходящие через цоколи. Баллон заключен в металлический или пластмассовый корпус с отверстием в верхней части.

Схема устройства стартера тлеющего разряда: 1 — выводы, 2 — металлический подвижный электрод, 3 — стеклянный баллон, 4 — биметаллический электрод, 6 — цоколь

Стартеры для включения люминесцентных ламп в сеть выпускаются на напряжение 110 и 220 В.

Под воздействием тока электроды стартера разогреваются и замыкаются. После замыкания по цепи течет ток, превышающий в 1,5 раза номинальный ток лампы. Величина этого тока ограничена в основном сопротивлением дросселя, так как электроды стартера замкнуты, а электроды ламп имеют незначительное сопротивление.

Элементы схемы с дросселем и стартером: 1 — зажимы сетевого напряжения; 2 — дроссель; 3, 5 — катоды лампы, 4 — трубка, 6, 7 — электроды стартера, 8 — стартер.

За 1 — 2 с электроды лампы разогреваются до 800 — 900 °С, вследствие этого увеличивается электронная эмиссия и облегчается пробой газового промежутка. Электроды стартера остывают, так как разряда в нем нет.

При остывании стартера электроды возвращаются в исходное состояние и разрывают цепь. В момент разрыва цепи стартером возникает э. д. с. самоиндукции в дросселе, величина которой пропорциональна индуктивности дросселя и скорости изменения тока в момент разрыва цепи. Образовавшееся за счет э. д. с. самоиндукции повышенное напряжение (700 — 1000 В) импульсом прикладывается к лампе, подготовленной к зажиганию (электроды разогреты). Происходит пробой, и лампа начинает светиться.

К стартеру, который включен параллельно лампе, прикладывается приблизительно половина напряжения сети. Этой величины недостаточно для пробоя неоновой лампочки, поэтому она больше не зажигается. Весь период зажигания длится меньше 10 с.

Рассмотрение процесса зажигания лампы позволяет уточнить назначение основных элементов схемы.

Стартер выполняет две важные функции:

1) замыкает накоротко цепь для того, чтобы повышенным током разогреть электроды лампы и облегчить зажигание,

2) разрывает после разогрева электродов лампы электрическую цепь и тем самым вызывает импульс повышенного напряжения, обеспечивающего пробой газового промежутка.

Дроссель выполняет три функции:

1) ограничивает ток при замыкании электродов стартера,

2) генерирует импульс напряжения для пробоя лампы за счет э. д. с. самоиндукции в момент размыкания электродов стартера,

3) стабилизирует горение дугового разряда после зажигания.

Схема импульсного зажигания люминесцентной лампы в работе:

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Ультрафиолет – получаем в домашних условиях быстро и за копейки.

Сейчас химия на основе фотокатализаторов получает большое распространение. Разнообразные клеи лаки, фоточувствительные эмульсии и прочие интересные достижения химической промышленности. К сожалению, промышленные установки для УФ стоят приличных денег.

А что, делать если хочется только попробовать химию? подойдёт или нет ? Для этой цели покупать фирменные устройства за N килобаксов, слишком кучеряво…

На территории бывшего СССР обычно из положения выходят добывая кварцевые трубки из лам типа ДРЛ, иметься целая линейка лам от ДРЛ-125 до ДРЛ-1000 с помощью них можно получить достаточно мощное излучение, этого излучения обычно хватает для большинства эпизодических задач. Типа отвердеть клей или лак раз в месяц, или засветить фоторизист.

Как добывать трубку из ламп ДРЛ, как это делать безопасно, написано много информации. Хочется коснуться другого аспекта, а именно запуска этих ламп с минимальными финансовыми затратами.

Штатно для запуска используется специальный дроссель с увеличенных магнитным рассеянием. Но даже он не всегда доступен, а т.к. он тяжёлый то обычно в регионы доставка влетает в копеечку. Дроссель на 700W + доставка тянет на 100$. Что для варианта попробовать, тоже, так не разу не дешёво.

Немного теории:

Основной проблемой запуска ртутных ламп являться наличие дугового разряда. Причём холодная лампа и горячая имеют принципиально разное сопротивление горящей дуги. Примерно от единиц Ом до десятков Ом. Соответственно для этого и служит дроссель который ограничивает ток во время запуска и работы лампы. Надо признать, что дроссель является достаточно архаичным инструментом, и для дорогих и мощных лам применяемых в UF-сушилках (несколько килловат мощности, и несколько тыс. долларов за лампу) применяют блоки электронной стабилизации горения дуги. Эти блоки позволяют более точно выдерживать параметры горения дуги продлевая тем самым жизнь лампы, и уменьшая проблемы при отверждении. Даже для архаичной ДРЛ производитель пишет, разброс напряжения не более 3% в противном случае уменьшение срока службы.

Как запустить Лампу ДРЛ без дросселя подручными средствами?

Ответ простой, надо всё го лишь ограничить ток, на всех режимах работы, начиная с разогрева, и заканчивая рабочим режимом. Ограничивать будем резистором.

Но так как резистор надо очень мощный, будем использовать имеющиеся под рукой нагревательные приборы (лампы накаливания, утюги, чайники, тены для нагрева воды, ручные кипятильники и т.д.) Это звучит смешно, но это будет работать и выполнять свои задачи.

Единственный недостаток, это перерасход электричества, т.е. если мы запустим лампу ДРЛ на 400W на балласте будет выделяться в тепло около 250W. Но думаю для задачи попробовать ультрафиолет, или для эпизодических работ это несущественно.

Почему так никто не делал?

Почему никто, существуют лампы ДРБ в которых использован именно этот принцип. Рядом с кварцевой трубкой, расположена нить накаливания обычной лампочки.

А писатели в интернете видимо не учили в школе физику. Ну конечно ещё один маленький нюанс, нужна цепь прогрева, т.е. греем лампу одним резистором, а на рабочий режим выводим другим. Но думаю, с выключателем и двумя проводками многие справятся 🙂

Так, для многих правильные схемы, это тёмный лес, постарался изобразить в картинках. Более приближенно к жизни.

Как это работает?

1) Этап прогрева, выключатель должен быть обязательно разомкнут . Включаем лампу в сеть. Лампа накаливания начинает ярко светиться, трубка в лампе ДРЛ начинает мерцать и медленно разгораться. Минут через 3..5 трубка в лампе уже начнёт светить достаточно ярко.

2) Второе замыкаем выключатель на основной балласт, ток ещё увеличиться и ещё через 3 мин лампа выйдет на рабочий режим.

Внимание суммарно на нагрузке лампы + утюги чайники и т.д. будет выделять мощности сопоставимые с мощностью лампы. Утюг допустим, может отключиться встроенным термореле, и мощность лампы ДРЛ снизиться.

Для большинства такая схема будет очень сложной, особенно для тех у кого нет прибора для замера сопротивления. Для них я ещё более упростил схему:

Запуск простой, выкручиваем лампы, оставляем только нужное количество (1-2шт) для запуска горелки, и по мере прогрева начинаем вкручивать. Для мощных лам ДРЛ можно использовать в качестве резистора трубчатые галогенные лампы.

Теперь самое сложное:

Наверно, уже многие поняли, что лампы и нагрузки надо как то подбирать? Безусловно, если взять какой то утюг и подключить к лампе ДРЛ-125 от лампы ничего не останется, а вы получите ртутное заражение. К стати, тоже самое будет, если вы возьмете для лампы ДРЛ-125 дроссель от ДРЛ-700. Т.е. мозг всё таки надо включать .

Несколько простых правил, что бы сберечь силы нервы и здоровье 🙂

1)Ориентироваться на шильдики приборов нельзя, нужно замерять реальное сопротивление омметром и делать вычисления. Либо использовать с запасом прочности, выбирая чуть меньшую мощность чем можно.

2)Замерять сопротивление ламп накаливания бесполезно, холодная спираль имеет в 10 раз меньшее сопротивление, чем горячая. Лампы накаливания худший выбор, приходиться ориентироваться по надписи на лампе. И не в коем случае не включаете нагрузку из лам накаливания разом, вкручивайте их по 1-штуке, уменьшая броски тока. Так как подозреваю, что это будет самый популярный способ включения лампы ДРЛ без дросселя. Снял ролик для примера.

3)Из общих соображений для начала разогрева лампы ДРЛ используйте нагрузку не сильно больше её номинальной мощности. Для примера ДРЛ-400 для прогрева используйте 300-400ват.

Таблица для разных ламп:

Комментарии к таблице:

1 — наименование лампы. 2 – рабочее напряжение на прогретой лампе. 3 – номинальный рабочий ток лампы. 4 – примерное рабочее сопротивление лампы в разогретом состоянии. 5 – сопротивление балластного резистора для работы на полную мощность. 6 – примерная мощность написанная на шильдике устройства (тэны, лампы и т.д.) которое будет использовано в качестве балластного резистора. 7 – мощность в ватах, которая будет выделяться на балластном резисторе, или устройстве его заменяющем.

Если сложно, или вам кажется, что это не будет работать. Снял ролик, в качестве примера лампа ДРЛ-400 запускаю её тремя лампами по 300вт (обошлись мне по 30руб штука). Мощность на лампе ДРЛ получилась около 300W потери на лампах накаливания 180W. Как видно ничего сложно нет.

Теперь ложка дёгтя:

К сожалению, использовать горелки от ламп ДРЛ в коммерческом применении не так просто как кажется. Кварцевая трубка в лампах ДРЛ выполнена из расчётов работы в среде инертного газа. В связи с этим введены некоторые технологические упрощения в производстве. Что незамедлительно сказывается на сроке службы, как только вы разбиваете внешний баллон лампы. Хотя конечно с учётом дешевизны (Ваттрубль) ещё не известно, что более выгодно специализированные лампы, или постоянно меняемые излучатели из ДРЛ. Перечислю, основные ошибки при проектировании всяких устройств из ламп ДРЛ:

1) Охлаждение лампы. Лампа должна быть горячая, охлаждение только косвенное. Т.е. охлаждать надо отражатель лампы а не лампу саму. Идеальный вариант засунуть излучатель в кварцевую трубку, и охлаждать внешнюю кварцевую трубку, а не сам излучатель.

2) Использование лампы без отражателей, т.е. разбили колбу и вкрутили лампу в патрон. Дело в том, что при таком подходе лампа не прогревается до рабочих температур, идёт сильная деградация и уменьшение срока службы в тысячи раз. Лампу надо поставить как минимум в U-образный отражатель из алюминия, что бы поднять температуру вокруг лампы. И заодно сфокусировать излучение.

3) Борьба с озоном. Ставят мощные вентиляторы вытяжки, и если поток идёт сквозь лампу, то получаем охлаждение. Надо разрабатывать косвенный отвод озона, что бы забор воздухаозона шёл в как можно дальше от лампы.

4) Топорность при обрезке цоколя. При добывании излучателя, надо действовать максимально осторожно, иначе микротрещины в местах подключения проводников к лампе разгерметизируют её за десяток часов горения.

Очень частый вопрос про спектр излучения кварцевой колбы от ламп ДРЛ. Потому как некоторые производители химии пишут спектр чувствительности своих фотоинициаторов.

Так УФ излучатель лампы ДРЛ находиться в средней точке между высоким и очень высоким давлением у неё несколько резонансов в диапазоне от 312 до 579нм. Основные спектры резонанса выглядят примерно так.

Так же хочется отметить, что большинство доступных оконных стёкол отрежут спектр лампы с низу до 400нм с коэффициентом затухания 50-70%. Учитывайте это при проектировании установок экспонирования отверждении и т.д. Либо ищите химически чистые стёкла с нормированными показателями пропускания.

Хочется напомнить используйте средства защиты при работе с UF излучением, вот пару роликов для просмотра.

Первый ролик. Обращаем внимание на инопланетянина таскающего оттиски к сушке со снятым чехлом, вот так вот защищаться приходиться от UF излучения.

Второй ролик ручная сушилка для лака. К сожалению не сказано, что нужна вытяжка, озон не сильно полезен…

Ну что, ещё не страшно тогда продвигаемся дальше. А как быть бедным полиграфистамшелкографам которые решили попробовать современные UF краски. Цены от фирменных сушилок захватывают дух, а если перевести в рубли, то просто прибивают.

Думаю многие пробовали сушить ДРЛ трубками, и ничего не получалось, ну кроме некоторых сортов лака.

В общем продолжение следует.

Читайте мои обзоры о принтерах и прочем оборудовании на моём сайте следите за обновлениями.

Выбор мощности для лампы ограничения тока накаливания

расстройство

Я строю полнофункциональный макет / прототип для аудио схем и хотел бы включить лампочку ограничения тока, которая будет в цепи, когда я подам питание на блок, и затем я могу выключить его, если все будет хорошо. Мне интересно, как я могу рассчитать соответствующую мощность лампы для использования.

Вот четыре основных компонента моей прототипной установки, два блока питания и две цепи:

• Один линейный источник питания +/- 12 В, который питает макет и все подключенные цепи, который не будет превышать 100 мА (если все правильно подключено)
• Один линейный источник питания + 15 В, питающий аудиоусилитель мощностью 2,5 Вт

С учетом вышесказанного, как я могу рассчитать мощность лампы, которая будет ограничивать ток, достаточный для предотвращения повреждения каких-либо компонентов, но при этом все будет заряжаться до состояния бездействия?

Джордж Херольд

Брюс Эбботт

Преимущество лампы накаливания над резистором заключается в том, что ее холодостойкость примерно в 10 раз меньше, чем при освещении до нормальной яркости. Поэтому вы можете выбрать мощность, которая ограничивает ток короткого замыкания до безопасного значения без чрезмерного падения напряжения при более низких токах. Кроме того, поскольку для нагревания нити и повышения сопротивления нити требуется некоторое время, кратковременные скачки тока вызывают намного меньшее падение напряжения.

Вы должны выбрать лампу с номинальным напряжением, близким к напряжению источника питания (чуть ниже, не повредит) и мощности, которая дает приемлемый ток короткого замыкания. Мощность = Вольт х Ампер, поэтому если вы хотите ограничить источник питания 12 В до 0,5 А, тогда вам понадобится лампа 12 В 6 Вт.

Максимальный нормальный рабочий ток будет затем определяться тем, насколько допустимый провал напряжения. Это сложно вычислить, потому что изменение сопротивления лампы с током очень нелинейно. Лампа гирлянды 12 В 15 Вт, которую я тестировал, имела сопротивление 0,9 Ом в холодном состоянии и 9,8 Ом при полной яркости. При 0,3 А (24% от номинального тока лампы) выходное напряжение упало с 12,0 до 11,5 В. Вот график, показывающий выходное напряжение в зависимости от тока для моей лампы по сравнению с использованием резистора 10 Ом.

«Мягкое» ограничение тока, обеспечиваемое лампой, хорошо для защиты от непрерывных коротких замыканий, не влияя на нормальную работу, но не будет защищать чувствительные электронные компоненты, которые не могут выдерживать кратковременные скачки тока или немного превышать нормальный рабочий ток.

Если вам нужен быстродействующий предел тока с более резким отключением, то вы можете использовать биполярный транзистор (PNP для положительного напряжения, NPN для отрицательного) с его эмиттером, подключенным к источнику питания, коллектором к нагрузке и резистором высокого значения, идущим от базы к Основание. Максимальный ток коллектора будет затем определяться базовым током, умноженным на коэффициент усиления тока транзистора (который варьируется от единицы к единице, поэтому вам, возможно, придется отрегулировать значение резистора, чтобы получить точное ограничение тока).

Фотоакустический выключатель ФАВ-1-1

Выключатель фотоакустический ФАВ-1-1 со световым и шумовым детектором обеспечивает включение лампы при низкой освещенности и наличии шума.

Внимание: ограниченное количество товара в наличии!

• Печать

• Описание
• Характеристики

Выключатель при недостаточной освещенности и наличии звуковых сигналов (шаги, разговор, хлопки) включает освещение. Выключается через 30 секунд после окончания звуковых сигналов. При нормальной освещенности не включается. Это позволяет использовать его для оборудования мест с кратковременным пребыванием людей (лестничные клетки, холлы, коридоры и т.п.)

Фотоакустический выключатель ФАВ-1 имееет ряд неоспоримых преимуществ:

• выключатели являются высокотехнологичными микропроцессорными устройствами и имеют наиболее оптимальное для конечного потребителя соотношение цены и качества;
• легки в установке и не прихотливы в обслуживании;
• в отдельных помещениях, таких как тамбуры, экономия электроэнергии может достигать 90%. В среднем же по одному многоквартирному дому чистая экономия составляет более 50%;
• широкий ассортимент и малые габариты устройств позволяют использовать их совместно с различными типами светильников и источников света. Это могут быть как классические лампы накаливания и люминисцентные лампы с электронным или электромагнитным баластом, так и современные энергосберегающие и светодиодные лампы.

Фотоакустические выключатели серий ФАВ-1-х и ФАВ-1-хП отличаются типом выходного каскада.

• выключатели ФАВ-1-х имеют транзисторный выход
• ФАВ-1-хП — симисторный выход.

Транзисторный выход позволяет организовать быстродействующую электронную защиту от замыкания в цепи нагрузки, а также ограничить ток в цепи нагрузки на уровне всего на 20% больше, чем максимальный рабочий ток нагрузки. Соответственно при включении лампы накаливания ток холодного пуска будет ограничен на уровне немногим больше рабочего, что приведет к увеличению срока службы лампы накаливания как минимум в несколько раз. Для люминесцентных ламп с электронным балластом ограничение тока тоже является полезным, поскольку уменьшает импульсные токи через входнй конденсатор, но для этих ламп срок жизни в первую очередь будет определяться количеством включений-выключений и, если они будут установлены в местах большого прохода людей, то это может негативно сказаться на сроке работы лампы.

Симисторный выход не позволяет организовать электронную защиту от короткого замыкания, поэтому ФАВ-1-хП защищен одноразовым предохранителем. Преимуществом выключателей этой серии является возможность коммутации люминесцентных ламп с электромагнитным дросселем, а также ламп с электронным балластом мощностью более 20Вт. Применение ФАВ-1-хП с лампами накаливания нежелательно, ибо спираль со временем провисает, что приводит к замыканию и сгоранию одноразового предохранителя в выключателе, а его восстановление требует частичной разборки изделия.