RSS
people

Технические характеристики люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы отличаются тем, что на их колбу нанесён специальный компонент. Мы все видели его в составе электронно-лучевых трубок телевизоров

Какие люминесцентные лампы лучшеКонечно же, это люминофор. Суть в том, что при облучении этого вещества электромагнитной волной генерируется свет видимого диапазона.

Например, в телевизорах это зелёный, голубой и красный. Но в люминесцентных лампах обычно используется только белый (с лёгким оттенком сиреневого).

Вот почему такие изделия имеют отношение к дневному свету.

На самом деле технические характеристики люминесцентных ламп и светильников, такие как светимость (световой поток) и спектр, не позволяют считать эти изделия полной заменой Солнцу.

Как бы то ни было, до появления светодиодов именно этот тип светильников считался самым экономичным.

Как работает люминесцентная лампа

Принцип работы люминесцентных лампВо-первых, начнём с того, что среди энергосберегающих ламп как раз и попадаются люминесцентные.

Сразу разберёмся с магазинной терминологией.

На самом деле это разрядные галогенные лампы, внутренняя поверхность колбы которых покрыта люминофором.

Если брать ранние варианты, работающие на парах ртути, то в этом случае первичная электромагнитная волна излучения попадает в инфракрасный диапазон.

Глаз этого увидеть не мог бы. Но люминофор, облучаемый инфракрасным источником, даёт белый свет.

Весь процесс возникает за счёт ионизации газовой смеси внутри стеклянной колбы

Ток течёт по плазме через два электрода, расположенных по обоих концам резервуара.

Начальный разряд образуется за счёт скачкообразного повышения напряжения до того порога, где наступает пробой. Затем сопротивление люминесцентной лампы сильно падает, и она сгорела бы без использования балласта.

Вы, наверное, уже поняли, что сама по себе колба работать не может, потому что:

  • Необходимо сформировать напряжение поджига дуги (ионизация газа).
  • Поддержать тление разряда в газовой среде.

Что такое балласт и стартер люминесцентной лампы

Стартер люминесцентной лампыПоэтому бок о бок с люминесцентными лампами идут стартер и балласт.

Первый представляет собой любой род устройств, которые могут поднять напряжение.

В простейшем случае это заряжаемый конденсатор или автотрансформатор.

Многие ошибочно причисляют себя дроссель, хотя он скорее является балластом.

Что это такое и зачем нужно? Люминесцентная лампа сама по себе имеет участок с отрицательным сопротивлением: номинал падает с ростом тока.

В результате электроды бы сгорели, не будь последовательно с ними включён балласт, а бывает он нескольких типов.

Обыкновенный

Освещение люминесцентной лампойВ маломощных лампах, в особенности неоновых, последовательно с нитями катода и анода ставится обыкновенный резистор. Его сопротивление после розжига является определяющим для величины тока.

При мощности более 2-х Вт такая методика обычно не применяется, но давайте вспомним, что когда речь идёт об энергосберегающих лампах, то эквивалент в виде ламп накала составляет до 1000% от номинала. А это уже 20 Вт.

Аналогичный балласт часто идёт рука об руку также и со светодиодными лампами. А резисторы каждый может видеть своими глазами.

Это те самые маленькие черные кубики на светодиодной ленте. Что касается драйвера лампочек освещения, то они устроены намного сложнее.

Саморегулирующийся

Виды люминесцентных лампВ 30-60-х годах прошлого века применялся саморегулирующийся балласт. Отличие его в том, что с ростом тока сопротивление повышается.

Типичным примером такого устройства может служить обыкновенная лампочка накала, нить которой в холодном состоянии отличается сравнительно малым номиналом сопротивления.

При нагреве ситуация коренным образом меняется.

Вот почему лампочка накала на 60 Вт при измерении тестером даёт порядка 60 Ом на вольфрамовой нити (220 х 220 / 60 = 800 Вт).

Это кажущееся преувеличение нивелируется разогревом в процессе работы. Вот почему ток через лампочку накала в начальный момент может быть очень большим, но длится это считаные доли секунды.

По той же причине момент перегорания совпадает обычно со щелчком настенного выключателя

В прошлом столетии часто в виде саморегулирующейся нагрузки применялся бареттер.

Для некоторых ртутных ламп, например, используется более тонкий ход: в цепь катода включаются нити вольфрама. Это ограничивает ток по мере разогрева материала. Минус том, что одновременно падает КПД, и растут потери.

Реактивный

Реактивный баласт люминесцентной лампыРеактивный балласт является и по сей день самым распространённым типом дешёвых устройств на основе люминесцентных ламп.

Идея в том, что индуктивная нагрузка не даёт току бесконечно возрасти. Но энергосбережение люминесцентных ламп при этом падает за счёт снижения коэффициента мощности.

Это возникает из-за сдвига фаз между напряжением и током, образующимся на индуктивности.

Вот почему в состав балласта часто включается компенсирующий конденсатор. Его назначение в том, что сдвиг фаз максимально уменьшить.

За счёт этого экономится от 5 до 25% энергии, что может быть очень значимым при большом объёме площадей.

Электронный

Электронный балласт люминесцентной лампыЭлектронный балласт все чаще встречается в миниатюрных изделиях.

Например, там, где тип цоколя люминесцентных ламп соответствует общепринятому Е27.

В основании здесь стоит миниатюрный электронный преобразователь.

В этом случае люминесцентная лампа питается уже напряжением, частота которого сильно отличается от 50 Гц. За счёт этого пропадает эффект мерцания, который можно было бы наблюдать во всех предыдущих случаях.

Сразу же оговоримся, что далеко не все люминесцентные лампы на Е27 снабжаются именно таким продвинутым балластом.

Читайте также: Как правильно подключить люстру с 3 проводами

Скорее это даже можно назвать драйвером, потому как устройство формирует должным образом питающее напряжение.

Обычно для этого применяется инверторный (импульсный) блок питания. Суть в том, что через малогабаритный трансформатор с тиристорных ключей приходит частота порядка 20 кГц.

При таком быстром моргании мерцание люминесцентных ламп перестаёт быть заметным. В то же время обеспечивается гальваническая развязка по току, за счёт чего автоматически наступает ограничение.

Надежная люминесцентная лампаЧастота 20 кГц выбрана не случайно. Это минимальный порог при котором КПД люминесцентной лампы стремится к единице.

Особенно резкий скачок заметен на частоте 10 кГц, а далее наблюдается рост вплоть до указанной выше границы.

В этом свете можно назвать такие драйверы люминесцентных ламп ультразвуковыми.

Плюсы их очевидны, кроме того коэффициент мощности достаточно высокий.

Классификация балласта люминесцентной лампы по функциям

Классификация, данная выше, характеризует скорее элементную базу, но для выбора с прилавка гораздо удобнее другая.

Она условно показывает, какую роль выполняет балласт люминесцентной лампы в составе устройства:

  • Габариты люминесцентных ламп можно сильно снизить, если применять балласт мгновенного старта (Instant Start).

Классификация балласта люминесцентной лампыВ этом случае не проводится дополнительный подогрев катода, а просто подаётся напряжение 600 В (например) на колбу. В результате происходит мгновенный старт.

Минус в том, что это приводит к ускоренному износу катода, и преимущества люминесцентных ламп в виде высокого энергосбережения могут быть нивелированы низким сроком службы.

В частности, Википедия даёт нам порядка 2000 циклов включения и выключения при общей длительности работы 20000 часов.

Если взять за карандаш, то можно понять, что лимитирующим в данном случае является именно первый параметр.

  • Технические характеристики люминесцентных светильников можно значительно улучшить, если применять балласт быстрого старта (Rapid Start).

В этом случае производится, пусть и незначительный, предварительный разогрев катода, за счёт чего время циклов работы существенно возрастает и перестаёт быть сильно лимитирующим фактором.

  • Диммический балласт (Dimmable), как это следует из названия, позволяет регулировать яркость.

Небольшая люминесцентная лампаИз самого определения понятно, что такое устройство не может быть простым.

Это скорее уже драйвер, где при помощи специальных мер регулируется напряжение тления разряда, за счёт чего меняется в широких пределах яркость.

В подобных устройствах используются более сложные тиристоры, такие как квадрак (диак и триак в одном корпусе).

Для работы в диапазоне низких напряжений (малый световой поток) параллельно с лампой включается резистор на 10 кОм. По этому отличительному признаку можно распознать драйверы для люминесцентных ламп этого типа.

  • Балласт с программируемым стартом позволяет тонко управлять спиралью подогрева катода.

За счёт этого число циклов включения и выключения достигает 100.000. Такие устройства идеальны в сочетании, например, с сенсорами движения.

  • Гибридный балласт работает на частоте промышленной сети, поэтому будут заметны мерцания.

Дешевая люминесцентная лампаНаравне и дросселем в состав включается электронный выключатель цепи подогрева катода. Это позволяет несколько снизить потребление.

Для оценки эффективности того или иного балласта используется фактор ANSI. При этом действие устройства сравнивается с неким эталонным.

Учитывается светоотдача люминесцентных ламп в лм при прочих равных условиях.

Эталонный фактор равен единице, а для конкретного балласта может лежать в пределах от нуля и до 100%.

Низкими считаются значения ниже 70%. Такой балласт должен работать в режиме быстрого старта, во избежание снижения сроков службы изделия.

Нельзя сказать, чтобы фактор ANSI был выражением энергетической эффективности. Скорее это средство, на которое могут ориентироваться дизайнеры для получения заданных визуальных эффектов.

Технические характеристики и свойства люминесцентных ламп

Разновидности люминесцентных лампВ энергосбережении люминесцентным лампам не было равных до выхода светодиодных.

И сегодня их плюсы многими используются, когда нужно сэкономить.

Люминесцентные лампы стоят ощутимо дешевле, но светимость их сильно уступает светодиодам при прочих равных (хотя на упаковке может стоять одинаковое значение). К тому же, дешёвые модели сильно мерцают.

Учитывая все сказанное, нет особого смысла сегодня экономить копейки, когда можно выгодно приобрести светодиодные лампы.

Как бы то ни было, люминесцентное освещение остаётся достаточно хорошим способом экономии на счетах поставщиков.

Если сравнивать время работы, то оно может быть до двух раз ниже, нежели у светодиодов. И остаётся ограничение с количеством включений.

Как это должно быть уже понятно, хорошая люминесцентная лампа не должна мерцать. Драйвер в этом случае работает на частоте 20 кГц, чем одновременно повышается КПД прибора. Проверить этот факт проще всего при помощи фотоаппарата низкого качества.

Обратите внимание на то, что не должен стоять режим видеосъёмки

Мощность люминесцентных ламп обычно не столь высока, поэтому мерцание будет заметно слабее, нежели у низкокачественных светодиодов.

Также это вызвано инерционностью плазмы внутри колбы. Но главное назначение люминесцентных ламп – сбережение энергии.

Свойства люминесцентных лампПо правилам европейских стандартов на упаковке изделия должна быть указана его эффективность в виде шкалы из цветных стрелок разных цветов.

В нашем случае этот параметр редко опускается ниже категории А. И если внешний вид люминесцентной колбы напоминает лампочку накала (на прилавке), то отличить нужный продукт помогает именно эта шкала (цена разнится не столь сильно).

Мы полагаем, что недостатки люминесцентных ламп сводятся лишь к тому, что они уже отходят в прошлое, вытесняемые светодиодными моделями.

Это и не слишком низкая цена, и недостаточно высокое энергосбережение, и сравнительно малый световой поток.

К безусловным плюсам именно этой категории можно отнести замысловатой формы колбу. Такие решения, касательно люминесцентных ламп, должны очень нравиться дизайнерам.

В остальном рекомендуется обращать внимание на температуру свечения. Если она высокая (от 4000 К), то люминесцентные лампы относятся к классу дневного света. В противном случае получаются тёплые оттенки, скорее уместные в спальне.

Оставить комментарий