Стабілізація розряду в люмінесцентній лампі при допомозі активного баласту

Електромагнітний баласт

Виготовлений у СРСР електромагнітний баласт «1УБИ20» був значним проривом у цій області. Вадою був його низький ККД, тому що реактивна потужність баласту більша від потужності лампи.

Електромагнітний баласт — це індуктивний опір (дросель), який підключається послідовно з лампою. Для запуску лампи з таким типом баласту потрібний також стартер або кнопка.

Перевагами такого типу баласту є його простота, відносна дешевина, великий термін експлуатації та висока надійність.

Вади — мерехтіння ламп із частотою вдвічі більшою від частоти мережевої напруги (частота мережевої напруги в Україні (СНД) = 50 Гц), що підвищує стомлюваність і може негативно позначатися на зорі людини, відносно довгий запуск (звичайно 1-3 сек, час збільшується в міру зносу лампи), більше споживання енергії (приблизно на 20 %) в порівнянні з електронним баластом, більші габарити, маса, металоємність. Дросель також може видавати низькочастотний гул та нагріватись.

Крім перерахованих вище хиб, можна відзначити ще одну. При спостереженні певного предмета з обертовим або коливальним рухом з частотою рівною або кратною частоті мерехтіння люмінесцентних ламп з електромагнітним баластом такі предмети будуть здаватися нерухомими через так званий ефект стробування. Наприклад, цей ефект може відбуватися на шпилі токарного або свердлильного верстата, циркулярної пили, мішалки кухонного міксера, блоці ножів вібраційної електробритви. Щоб уникнути травмування на виробництві заборонено використовувати люмінесцентні лампи для освітлення рухомих частин верстатів і механізмів без додаткового підсвічування лампами розжарювання.

Електронний баласт

Електронний баласт — це електронна схема, що перетворює напругу мережі у високочастотний (20-60 кГц) змінний струм, який живить лампу. Перевагами такого баласту є відсутність мерехтіння і гулу, компактніші розміри й менша маса в порівнянні з електромагнітним баластом.

При використанні електронного баласту можливо домогтися миттєвого запуску лампи (холодний старт), однак такий режим несприятливо позначається на терміні служби лампи.

При використанні схем з попереднім прогрівом електродів (плавний старт) лампа запалюється із затримкою, однак цей режим дозволяє збільшити термін служби лампи. В таких схемах використовуються позистори аботерморезистори.

· ЕПРА для 1-10В системи. Їх можна управляти в групі або окремо. Можна з'єднати датчик денного світла і тоді світлий час дня датчик зменшує освітленість лампи. Особливо популярний у шкільних класах, інститутах і переговорних кімнатах.

Останнім часом замість нього стали нові цифрові ЕПРА по протоколу DALI

· ЕПРА по DALI-протоколу дозволяють індивідуальне управління кожного світильника, і тому він дуже енергоефективний. Управління освітленням можна робити за допомогою датчиків присутності і денного світла. Вимикачів більше не потрібно, коли автоматика включає в потрібні місця світло та вимикає, коли нікого більше немає в приміщенні.

· Останні роки в Європі в багатьох школах, лікарнях та офісах старе освітлення замінюють новими системами керування, завдяки чому досягається енергозбереження від 60 % до 82 %.

Прості та дешеві схеми електронних баластів не розраховані на включення в мережу без навантаження (при відсутній або знятій лампі). В такому разі схеми виходять з ладу. Тому більшість люмінесцентних світильників продаються в комплекті з лампами.

Прості та дешеві схеми також можуть вийти з ладу при перегоранні/обриву електроду лампи.

Механізм запуску лампи з електромагнітним баластом

Електромагнітний баласт, ПРА B2-класу (Helvar)

У класичній схемі включення з електромагнітним баластом для автоматичного регулювання процесу запалювання лампи застосовується пускач (стартер), що являє собою мініатюрну газорозрядну лампочку з неоновим наповненням і двома металевими електродами. Один електрод пускача нерухомий жорсткий, інший — біметалевий, що згинається при нагріванні. У початковому стані електроди пускача розімкнуті. Пускач включається паралельно лампі. У момент включення до електродів лампи і пускача прикладається повна напруга мережі, тому що струм через лампу відсутній іпадіння напруги на дроселі дорівнює нулеві. Електроди лампи холодні і напруги мережі недостатньо для її запалювання. Але в пускачі від прикладеної напруги виникає розряд, у результаті якого струм проходить через електроди лампи і пускача. Струм розряду малий для розігріву електродів лампи, але достатній для електродів пускача, від чого біметалева пластинка, нагріваючись, згинається і замикається з жорстким електродом. Струм у спільному колі зростає і розігріває електроди лампи. У наступний момент електроди пускача остигають і розмикаються. Миттєвий розрив кола струму викликає миттєвий пік напруги на дроселі, що ініціює запалювання лампи. До цього моменту електроди лампи вже досить розігріті. Розряд у лампі виникає спочатку в середовищі аргону, а потім, після випаровування ртуті, стає ртутним. У процесі горіння напруга на лампі й пускачі складає біля половини напруги мережі за рахунок падіння напруги на дроселі, що запобігає повторному спрацьовуванню пускача. У процесі запалювання лампи пускач іноді спрацьовує кілька разів поспіль унаслідок відхилень у взаємозалежних між собою характеристик пускача і лампи.