Производство люминесцентных ламп занимает второе место в мире среди источников искусственного света. Каждый год выпускается более 1 млрд. штук. Огромная популярность данных изделий поясняется низким потреблением электрической энергии и приличным эксплуатационным периодом.

Разновидности устройств

Люминесцентные лампы выпускаются в разнообразных формах. Они подразделяются на:

• трубчатые;
• кольцевые;
• U-образные;
• ультрафиолетовые;
• компактные.

Трубчатые лампы имеют форму, схожую с прямой трубкой. Распознать эти изделия довольно легко по трубчатой форме цоколя. Размеры люминесцентных ламп маркируются буквой «Т» и цифрой, которая обозначает диаметр, равный 1/8 части дюйма.

Так, диаметр люминесцентной лампы Т4 будет составлять 13 мм (25,4*4:8). Если необходимо приобрести лампочку диаметром 26 мм, то подойдет изделие с маркировкой Т8.

Кольцевые люминесцентные источники света отличаются цоколем, который состоит из четырех штырей. В зависимости от диаметра колец лампы бывают трех размеров.

U-образные лампы представляют собой устройства, которые обладают небольшой длиной, а цоколи располагаются только с одной стороны.

Ультрафиолетовые изделия являются альтернативным решением лампам накаливания. Основная сфера применения — в биологических и фотохимических облучателях.

Основное отличие компактных люминесцентных ламп — небольшой размер. В некоторых случаях эти источники света при продаже обозначаются буквами «ККЛ». Благодаря минимальной температуре нагрева данный вид ламп применяется в люстрах и светильниках.

Принцип работы люминесцентных ламп

Независимо от различий источников света по внешним параметрам они обладают сходными чертами. В частности, устройство люминесцентной лампы предполагает наличие следующих элементов:

• электродов;
• люминесцентного покрытия (люминофора);
• инертного газа с парами ртути в колбе.

По своей сути люминесцентная лампа является герметичной колбой. Газы в ней подобраны таким образом, что не нужно огромных затрат энергии для поддержания процесса ионизации. Для постоянного свечения лампы необходимо создать тлеющий разряд.

Это делается путем подачи напряжения определенной величины на электроды, располагающиеся с обеих сторон колбы. Каждый электрод «оснащен» двумя контактами, которые соединяются с источником тока. Так происходит обогрев пространства возле электродов.

Фактически схема подключения люминесцентных ламп представляет собой такую последовательность действий:

• обогрев электродов;
• подача на них высоковольтного импульса;
• поддержка оптимального напряжения для тлеющего разряда.

Благодаря тлеющему разряду в колбе, покрытой люминофором, происходит появление невидимого ультрафиолетового свечения. Основное предназначение люминофора — смещение частотного диапазона света в видимый спектр.

Зачастую напряжения, которое имеется в электрической сети, не хватает для нормального функционирования люминесцентных ламп. Данная проблема решается путем использования двух устройств:

• дросселя (ограничивает силу тока до оптимального показателя);
• стартера (предотвращает перегорание лампы, регулируя накал электродов).

Существует два основных способа подключения люминесцентных ламп:

• с помощью электромагнитного балласта;
• с использованием электронного балласта.

Подключение лампы с электромагнитным балластом

Данная схема подключения включение:

• дросселя в разрыв цепи питания нитей, которые накаливают люминесцентную лампу;
• стартера параллельно электродам.

Стартер является неоновым источником света с небольшой мощностью. Данное устройство обладает биметаллическими контактами и имеет подпитку от сети с переменным током. Соединение дросселя, стартерных контактов и нитей накала электродов производится в последовательном порядке.

В качестве альтернативы стартеру можно использовать обычную кнопку от электрического звонка. В этом случае подача напряжения на лампу производится путем нажатия и удерживания кнопки. После зажигания лампы кнопку следует отпустить.

Сам процесс включения лампы с электромагнитным балластом заключается в следующем:

• при подключении к сети происходит накапливание электромагнитной энергии дросселем;
• поступление электричества осуществляется с помощью стартерных контактов;
• ток проходит через нити нагрева электродов, сделанные из вольфрама;
• электроды и стартер нагреваются;
• происходит размыкание биметаллических контактов стартера;
• этот процесс сопровождается выбросом энергии, которая накопилась в дросселе;
• происходит изменение напряжения на электродах, и лампа зажигается.

Для увеличения КПД и подавления помех, которые возникают при пуске лампы, устанавливаются два конденсатора. Меньший по размерам помещается внутри стартера и предназначен для искрогашения и улучшения пробойного импульса неона.

К преимуществам подключения люминесцентной лампы с помощью электромагнитного балласта относятся:

• простота устройства;
• повышенная надежность;
• небольшая цена.

Недостатки данной технологии:

• солидный вес;
• длительный запуск лампы (до 3 секунд);
• малоэффективная работа при низкой температуре;
• повышенное потребление электрической энергии;
• шумное функционирование дросселя;
• мерцание с частотой 100 Гц, которое опасно для зрения.

Подключение источника света с электронным балластом

Более высокотехнологичным и экономным вариантом является использование пускорегулирующего устройства, которое называется электронным балластом. Благодаря подключению люминесцентных ламп без дросселя и стартера отсутствуют практически все недостатки, присущие устройствам с электромагнитным балластом.

В частности, данный способ подключения люминесцентной лампы характеризуется:

• отсутствием мерцающего эффекта;
• низким потреблением электроэнергии;
• рациональным нагреванием электродов;
• отличной экономичностью;
• легким запуском  ламп в помещениях с низкой температурой;
• автоматической адаптацией пускорегулирующего устройства под параметры источника света;
• длительным эксплуатационным периодом ламп.

Люминесцентные лампы отличаются небольшим весом. Их можно помещать в стандартный цоколь и вкручивать в обычный патрон.

К недостаткам использования устройств с электронным балластом относятся:

• сложная схема подключения;
• серьезные требования к комплектующим изделиям.

Теперь о том, как подключить люминесцентную лампу с электронным балластом. По конструктивным особенностям это устройство является схожим с преобразователем сетевого напряжения. Для получения высокочастотного переменного напряжения используется малогабаритный инвертор.

Минимальное нагревание электродов достигается при наивысшей частоте. Преобразователь начинает работать при максимальной частоте. Включение лампы происходит параллельно колебательному контуру, который обладает более низкой частотой, нежели первоначальный показатель преобразователя.

В процессе запуска лампы происходит снижение частоты и повышение напряжения на колебательном контуре. Это приводит к нагреву электродов и последующему возникновению газового разряда. В результате замыкания колебательного контура лампочка начинает светиться.

Сравнивая два варианта, следует констатировать факт, что лампы с электронными пускорегулирующими устройствами являются более предпочтительным источником световой энергии. Существенная экономия достигается при замене стартера и дросселя электронным балластом. Причем корпус светильника можно оставить тот же.

Удаление дросселя и стартера

Данную процедуру можно совершить и при перегорании лампы. Причинами данного явления могут быть:

• сгорание колбы;
• сгорание пускового устройства.

Определить причину можно по внешнему виду люминесцентной лампы. Наличие потемневших концов свидетельствует о том, что произошло сгорание колбы. Если колба не потемнела, то, возможно, произошло перегорание пусковой схемы.

Чтобы выяснить это, лампу необходимо разобрать. Для этого используется нож или отвертка. Данная процедура осуществляется очень аккуратно, поскольку колба может в руках лопнуть. Не нужно прилагать огромных усилий.

Открыв лампу, внимательно рассматривается пусковой механизм. Обычно внутри лампы проходит шесть проводов:

• два питающих, идущих к схеме от цоколя;
• четыре, соединяющихся с колбой и расположенных попарно по краям платы.

Отсутствие на схеме копоти и нагара или расплавленных проводов говорит о том, что схема является рабочей. Скорее всего, перегорела колба.

Дальнейшие действия заключаются в следующем:

• с помощью кусачек изымается схема;
• на плате должна остаться большая часть проводков;
• для проверки работоспособности схемы берется работающая лампа, идентичная по мощности;
• четыре проводка, которые соединялись с колбой, удлиняются, присоединяются к работающей лампе и изолируются;
• два питающих провода тоже удлиняются и подключаются к сети;
• если лампа загорелась, то схема является рабочей;
• удаляем из старой лампы стартер и дроссель;
• устанавливаем схему на свое место.

Еще одной из неисправностей люминесцентной лампы может быть обрыв вольфрамовой нити. При включенном источнике света нить нагревает газ, а люминофор начинает светиться. С течением времени  вольфрам понемногу испаряется и оседает на стенках светильника.

Целостность вольфрамовой нити проверяется с помощью обычного тестера, которым измеряют сопротивление проводников. Если при соприкосновении с выводными концами люминесцентной лампы шкала прибора показывает сопротивление 9,9 Ом, то это свидетельствует об исправности нити. Если показания прибора равняются нулю, то существует обрыв нити.

Основной причиной обрыва вольфрамовой нити является ее истончение в результате возрастающего напряжения, которое проходит сквозь нее. Увеличение напряжение негативно воздействует и на стартер, из-за чего лампа начинает моргать.

Видео о подключении люминесцентной лампы: