Устройства экономичного включения ламп дневного света

September 20, 2011 by admin Комментировать »

Люминесцентные лампы дневного света, широко используемые в народном хозяйстве и в быту, по сравнению с лампами накаливания имеют свои неоспоримые достоинства и недостатки. Общеизвестными недостатками ламп дневного света являются такие, как повышенная пульсация светового потока, пониженное использование коэффициента мощности (особенно в конце срока службы) и длительное время зажигания после включения.

Для того чтобы улучшить экономические и технические характеристики эксплуатации ламп дневного света, существует несколько инженерных решений, которые в той или иной мере решают конкретные задачи. Например, чтобы уменьшить пульсации светового потока ламп дневного света, можно использовать для их электропитания специальные источники постоянного тока. В этом случае зажигание лампы осуществляется без предварительного подогрева катодов, что в несколько раз увеличивает ее срок службы. Применение конденсаторов и дросселей в качестве балластного сопротивления значительно улучшает коэффициент использования мощности питающей сети.

На рис. 4.20 приведена принципиальная электрическая схема устройства включения ламп дневного света мощностью до 40 Вт, которое работает от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц.

Промежуток между электродами лампы определяет динамическое сопротивление участка электрической цепи, состоящего из ионизированного газа. Сопротивление это незначительно. В такой цепи изменение силы тока будет довольно существенно, а напряжение на этом участке остается в заданных для данного устройства пределах. Если напряжение сети превышает верхний предел, то произойдет пробой ионизированного участка. И наоборот: при падении напряжения питания ниже минимально допустимого ток в этой цепи прекратится и лампа погаснет.

Рис. 4.20. Схема устройства включения ламп дневного света мощностью 40 Вт.

Напряжение питания лампы дневного света выбирают в два раза больше рабочего напряжения, а излишек напряжения гасится балластным резистором, сопротивление которого определяет силу тока в цепи. Резистор включается в цепь питания последовательно.

Если лампа дневного света питается переменным током, то при изменении силы тока от амплитудного значения до нуля в течение каждого полупериода максимальное напряжение на лампе превышает минимальное значение. При этом световой поток от лампы колеблется в такт мгновенного изменения переменного тока с удвоенной частотой. Свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность баллона лампы, благодаря инерционности сглаживается. При одновременном старении люминофора и катодов лампа дневного света начинает работать в однополупериодном режиме. Частота пульсаций в этом случае становится в два раза меньше и приближается к частоте питающей сети переменного тока. Такой режим работы лампы является наименее благоприятным для нашего здоровья.

Существенное улучшение работы ламп дневного света и качества излучаемого светового потока обеспечивается вводом в цепь питания сглаживающего индуктивного фильтра и питанием лампы от источника постоянного тока.

Выпрямитель собран по однофазной двухполупериод- ной мостовой схеме на четырех выпрямительных диодах, которая характеризуется повышенной частотой пульсаций выпрямленного напряжения и небольшим обратным напряжением на диодах. На выходе выпрямителя получается учетверенное выпрямленное напряжение сети, которое включает лампу без подогрева катодов. После того как через лампу потечет ток, конденсаторы небольшой емкости С4 и С6 практически уже не участвуют в формировании выходного напряжения, диоды одного из плеч выпрямительного моста работают только в прямом смещении, а конденсаторы С2 и С5 за каждый период питающего тока успевают перезаряжаться и служат реактивным балластом в цепи переменного тока. В выходных цепях устройства установлены дроссели L1 и L2, с помощью которых существенно уменьшается величина пульсаций светового потока и исключается необходимость в точной подгонке значений емкостей конденсаторов С4 и С5. Емкость этих конденсаторов определяется многими факторами, в частности типом лампы, номинальным напряжением сети, индуктивностью дросселей фильтра и т. д. Рабочее напряжение конденсаторов С1, С2, С4 и С5 выбирается в пределах амплитудного значения напряжения сети, конденсаторов С6 и С7 — в два раза больше этого напряжения, а конденсатора С8 — в четыре раза больше.

Когда в цепи лампы ток отсутствует, на конденсаторе СЗ напряжения нет, а напряжение сети поступает на удвоитель напряжения, собранный на конденсаторах С4 и С5, диодах одного плеча моста. Конденсаторы С4 и С5 заряжаются в одной полярности и держат диоды второго плеча моста в постоянно закрытом состоянии. К удвоенному напряжению сети добавляется такое же напряжение, получаемое в цепи С6, С7, VD5, VD6, и на лампе оказывается учетверенное напряжение сети. После того как лампа зажигается, добавочное напряжение, снимаемое с цепочки С6, С7} VD5, VD6, пропадает. Из-за этого емкость конденсаторов С4 и С5 мала, они не оказывают существенного влияния в цепи рабочего тока, диоды выпрямителя функционируют как в обычной мостовой схеме двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор СЗ выполняет роль балластного сопротивления при обоих полупериодах тока и исключает появление в пульсациях составляющей питающей сети.

В устройстве использованы следующие комплектующие ЭРЭ: выпрямительные диоды VD1—VD4 типа Д226, VD5 — Д205, VD6 — Д205; конденсаторы С/ типа МБМ-П-750В-0,01 мкФ, С2 — МБМ-И-750В- 0,01 мкФ, СЗ — МБГО-П-бЗОВ-Ю мкФ (2 конденсатора, включенных последовательно), С4 — МБМ-Н-750В-0,25 мкФ, С5 — МБМ-П-750В- 0,25 мкФ, С6 — МБМ-П-750В-0,01 мкФ, С7 — МБМ-П-750В-0,01 мкФ,

С8 — МБГП-1000В-20 мкФ; резисторы RI тина ВС-1-510 кОм, R2 — ВС-1-820 кОм, R3 — ВС-1-820 кОм; HI — люминесцентная лампа дневного света тина ЛБ40-4; электрический соединитель XI типа «вилка»; переключатель SI типа П1Т-1-1.

Дроссели используются без изменений от светильников дневного света, выпускаемых промышленностью.

На рис. 4.21 приведена принципиальная электрическая схема устройства включения ламп дневного света на тиристоре. Отличительной особенностью этой схемы является включение параллельно лампе дневного света обычной лампы накаливания HI, которая загорается сразу же после замыкания контактов переключателя S1.

Некоторые лампы дневного света зажигаются со значительной задержкой после подачи на них напряжения сети. Эта задержка иногда составляет 20 с. Данное устройство используется для того, чтобы, войдя в темное помещение, сразу же осветить его. Лампа накаливания будет гореть определенное время и погаснет сразу же после начала свечения лампы дневного света. Продолжительность горения лампы накаливания HI зависит от емкости конденсатора СЗ. Мощность лампы накаливания определяется выпрямителем, собранным на диодах VD1—VD4. Рассматриваемое устройство представляет по существу реле времени с тиристорным управлением и является дополнением к существующей схеме покупного светильника.

При изготовлении данного устройства использованы следующие комплектующие ЭРЭ: конденсаторы С/ типа МБМ-П-750В-0,01 мкФ, С2 — МБМ-П-750В-0,01 мкФ, СЗ — МБМ-П-500В-0,5 мкФ; резисторы RI типа МЛТ-0,5-1,5 кОм, R2 — МЛТ-0,5-220 Ом, R3 — МЛТ-0,5- 4,7 МОм; выпрямительные диоды VDl—VD4 типа КД226Г, VD5 — КДЮ5А; тиристор VS1 типа КУ202Н; лампа накаливания Ht 40 Вт, лампа дневного света Н2 типа ЛБ-20; плавкий предохранитель F1 типа

Рис. 4.21. Схема устройства включения лампы дневного света, собранного на тиристоре.

ПМ-1-0,5 А; электрический соединитель XI типа «вилка»; переключатель однополюсный SI типа П1Т-1-1; конденсатор С4 типа МБГО-П- 630В-6 мкФ.

На рис. 4.22 приведена принципиальная электрическая схема модернизированного устройства включения ламп дневного света мощностью от 20 до 60 Вт, отличающаяся от схемы, рассмотренной на рис. 4.20, только выпрямительным устройством. Основные комплектующие элементы схемы такие же, как в устройстве на рис. 4.20.

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты