Circuits de commutation pour lampes fluorescentes avec ballast électronique. Pourquoi avez-vous besoin d'un ballast pour les lampes fluorescentes ? Lampes fluorescentes T8

Malgré le développement de la technologie, les lampes tubulaires conventionnelles lumière du jour(LDS) sont toujours populaires. Mais si la conception des appareils eux-mêmes reste pratiquement inchangée, les schémas de connexion lampes fluorescentes sont en constante évolution et sont améliorés. Les ballasts électroniques remplacent les bons vieux starters et, grâce à l'ingéniosité populaire, certains modèles fonctionnent très bien même avec des spirales de démarrage grillées.

Comment LDS est structuré et fonctionne

Structurellement, l'appareil est un flacon scellé rempli de gaz inerte et de vapeur de mercure. La surface intérieure du flacon est recouverte d'un phosphore et des électrodes sont soudées à ses extrémités. Lorsqu'une tension est appliquée aux électrodes, une décharge luminescente se produit entre elles, créant un rayonnement ultraviolet invisible. Ce rayonnement affecte le phosphore et le fait briller.

En règle générale, la forme du flacon est tubulaire, mais pour améliorer l'ergonomie de l'appareil, le tube est courbé, lui offrant une grande variété de configurations.

Ce sont tous des LDS, fonctionnant sur le même principe.

Pour le fonctionnement normal d'une lampe fluorescente deux conditions doivent être remplies :

1. Fournir une ventilation initiale de l’espace interélectrode (début).
2. Stabilisez le courant traversant l'ampoule afin que la décharge luminescente ne se transforme pas en décharge d'arc (travail).

Allumer la lampe

DANS conditions normales La tension d'alimentation n'est pas suffisante pour le claquage électrique de l'espace interélectrode, le démarrage du LDS n'est donc possible qu'à l'aide de mesures supplémentaires - chauffer les électrodes pour démarrer l'émission thermoionique ou augmenter la tension d'alimentation à des valeurs suffisantes pour créer une décharge.

Jusqu'à récemment, on utilisait principalement la première méthode, pour laquelle les électrodes étaient fabriquées (et sont fabriquées) sous la forme de spirales, comme celles que l'on trouve dans les ampoules à incandescence ordinaires. Au moment de la mise sous tension, une tension est appliquée à la spirale à l'aide de dispositifs automatiques (démarreurs), les électrodes chauffent, assurant l'allumage de la lampe. Après le démarrage du système, le démarreur est éteint et ne participe plus au fonctionnement.

Démarreurs pour démarrer LDS à différentes tensions

Plus tard, des solutions de circuits ont commencé à apparaître qui ne chauffaient pas les électrodes, mais leur fournissaient une tension accrue. Après rupture de l'espace interélectrode, la tension diminue automatiquement jusqu'à la valeur nominale et la lampe passe en mode de fonctionnement. Pour que le LDS puisse être utilisé avec tout type de dispositifs de démarrage, tous sont à ce jour constitués d'électrodes en forme de spirales incandescentes, chacune ayant deux bornes.

Maintien du mode de fonctionnement

Si le LDS est directement branché sur une prise, la décharge luminescente qui commence après l'allumage se transformera immédiatement en arc, car l'espace interélectrode ionisé a une très faible résistance. Pour éviter cette situation, le courant traversant l'appareil est limité par des dispositifs spéciaux - les ballasts. Les ballasts sont divisés en deux types :

1. Électromagnétique (accélérateur).
2. Électronique.

Le fonctionnement des ballasts électromagnétiques (EMGPA) est basé sur le principe de l'induction électromagnétique, et ils sont eux-mêmes des selfs - des bobines enroulées sur un noyau de fer ouvert. Cette conception a une réactance inductive courant alternatif, qui est grande, plus l'inductance de la bobine est élevée. Les selfs varient en puissance et en tension de fonctionnement, qui doivent être égales à la puissance et à la tension de la lampe utilisée.

Inductances électromagnétiques (ballasts) pour LDS d'une puissance de 58 (en haut) et 18 W.

Les ballasts électroniques (EPG) remplissent la même fonction que les ballasts électromagnétiques, mais limiter le courant à l'aide d'un circuit électronique :

Ballast électronique pour lampe fluorescente

Avantages des différents types de ballasts

Avant de choisir et surtout d'acheter du ballast d'un type ou d'un autre, il est logique de comprendre leurs différences les uns par rapport aux autres. Les avantages de l’EmPRA comprennent :

• coût modéré;
• haute fiabilité;
• Possibilité de connecter deux lampes de demi-puissance.

Les ballasts électroniques sont apparus bien plus tard que leurs homologues à papillon, ce qui signifie qu'ils ont une liste d'avantages plus longue :

• petites dimensions et poids;
• à puissance lumineuse égale, la consommation d'énergie est 20 % inférieure à celle des ballasts électroniques ;
• ne chauffe presque pas;
• fonctionner de manière absolument silencieuse (EMPRA bourdonne souvent);
• aucune lampe ne clignote à la fréquence du secteur ;
• la durée de vie de la lampe est 50 % plus élevée qu'avec un starter ;
• La lampe s'allume instantanément, sans « clignoter ».

Mais pour tous ces avantages, bien sûr, vous devez payer - le coût appareil électronique nettement plus élevé que le prix d'un moteur à papillon, et la fiabilité, hélas, est encore inférieure. De plus, si la puissance du ballast électronique est inférieure à la puissance de la lampe, alors, contrairement au ballast électromagnétique, elle grillera simplement.

Allumer les lampes fluorescentes

Bien qu'une lampe fluorescente ne puisse pas simplement être branchée sur une prise, son démarrage n'est pas difficile du tout et peut être effectué par toute personne familiarisée avec les électriciens. Pour ce faire, il suffit d'acquérir un ballast approprié d'un type ou d'un autre et d'assembler un circuit simple.

Utilisation d'un accélérateur et d'un démarreur électromagnétiques

C'est peut-être le plus simple et option budgétaire. Pour créer une lampe fluorescente, vous aurez besoin d'une lampe fluorescente, d'un ballast électromagnétique (starter) dont la puissance correspond à la puissance de la lampe et d'un démarreur avec une tension de fonctionnement de 220 V (indiquée sur le boîtier). Le schéma de connexion du starter pour les lampes fluorescentes ressemblera à ceci :

Le schéma fonctionne comme suit. Lorsque la lampe est connectée au réseau, la lampe ne s'allume pas - la tension sur ses électrodes n'est pas suffisante pour s'enflammer. Mais en même temps, la même tension est fournie par les bobines de la lampe au démarreur, qui est une lampe à décharge avec une plaque bimétallique intégrée.

La décharge luminescente qui apparaît sur les électrodes de démarrage chauffe la plaque bimétallique, mais ce courant n'est pas encore suffisant pour chauffer les spirales LDS.

La plaque chauffée court-circuite le démarreur et l'augmentation du courant chauffe les bobines de la lampe fluorescente. Au bout d'un certain temps, la plaque bimétallique refroidit et coupe le circuit de chauffage. En raison de l'auto-inductance inverse de la self, une surtension se produit sur les cathodes déjà chauffées du LDS, allumant la lampe. En raison de la décharge luminescente apparue, la tension sur le démarreur n'est plus suffisante pour l'activer et il ne participe pas au fonctionnement ultérieur. La self limite le courant traversant le flacon LDS, lui fournissant le courant de fonctionnement nominal.

Si nécessaire, un starter peut alimenter deux ampoules, mais ici Trois conditions doivent être remplies :

1. La puissance des ampoules doit être la même.
2. La puissance du papillon doit être égale à puissance totale ampoules
3. La tension de démarrage (indiquée sur le corps de l'appareil) doit être de 127 V.

Attention : le branchement des lampes doit être en série et en aucun cas en parallèle.

Fonctionnement d'une lampe fluorescente avec ballasts électroniques

Si vous utilisez un ballast électronique dans votre luminaire, vous n'aurez pas besoin de démarreur (il est inclus dans le ballast électronique, bien qu'il soit réalisé comme une unité séparée). Le fait est que pour démarrer l'illuminateur, le ballast électronique n'utilise pas une bobine chauffée, mais une haute tension (jusqu'à un kilovolt), qui assure une décharge entre les électrodes. La seule condition à remplir est que la puissance du ballast soit égale à puissance nominale illuminateur Le schéma d'une telle lampe sera assez simple :

Allumer le ballast électronique pour lampes fluorescentes (circuit 36w)

Étant donné que les ballasts électroniques conventionnels ne peuvent pas fonctionner dans les luminaires à deux lampes, des appareils à deux canaux sont produits. Il s’agit essentiellement de deux EPR classiques dans un seul boîtier.

Schéma d'un luminaire 2x36 avec ballast électronique.

Le schéma donné n'est pas le seul et dépend à la fois du type de ballast et du fabricant. Habituellement, il est appliqué directement sur le corps de l'appareil :

Le schéma de raccordement et la puissance des éclairages (2x36) sont souvent marqués sur le corps du ballast.

Allumer des appareils avec des bobines grillées

Si votre placard est couvert de poussière provenant de lampes fluorescentes grillées dont vous n’avez pas l’intention de vous débarrasser, ne vous précipitez pas pour les jeter. De tels appareils peuvent toujours vous servir si vous savez tenir un fer à souder entre vos mains. Pour mettre en œuvre cette idée, vous aurez besoin de deux diode absolument non déficiente et deux condensateurs :

Comment fonctionne ce schéma ? Un pont monté sur des diodes VD1, VD2, C1, C2 est un simple multiplicateur qui double la tension. Pour qu'une décharge luminescente commence à 400 - 450 V, il n'est pas du tout nécessaire de chauffer les électrodes. Une fois la lampe démarrée, le ballast L1 limitera le courant traversant la lampe aux niveaux de fonctionnement.

Si vous décidez de répéter ce circuit, faites attention au fait que les condensateurs doivent être en papier non polaire et que les diodes sont conçues pour une tension inverse d'au moins 300 V. Une inductance ordinaire est utilisée comme ballast, la puissance dont est égal à la puissance de la lampe. Si la manette des gaz est très serrée, mais que l'éclairage doit être organisé à tout prix, vous pouvez utiliser comme ballast une ampoule à incandescence ordinaire dont la puissance est égale à la puissance du LDS. Mais un tel remplacement réduira considérablement l’efficacité de l’ensemble de l’appareil et n’est donc pas toujours justifié.

La version suivante de la lampe est utile si vous disposez de deux LDS du même type, dans lesquels une spirale est grillée (cela arrive généralement). Pour le mettre en œuvre, vous aurez besoin d'un starter d'une puissance deux fois supérieure au calibre de chaque ampoule, et d'un démarreur standard 220 V :

Allumer deux LDS avec des bobines grillées

Ici, le démarreur chauffe une bobine dans chaque lampe, qui est connectée en série. C'est largement suffisant pour démarrer la plupart des appareils à décharge de gaz. Il existe une autre application pour ce système. C'est pratique si vous n'avez pas deux starters la puissance requise, mais il y en a un pour le double. Il est évident que les LDS avec spirales fonctionnelles fonctionneront également dans ce schéma.

Ampoule à économie d'énergie - la même LDS

Presque tout le monde a vu et beaucoup ont utilisé des ampoules dites à économie d'énergie, qui sont vissées dans une douille d'éclairage ordinaire. Leur ressemblance avec les luminescents est tout simplement étonnante - le même tube, seulement petit et tordu.

C'est aussi un LDS, mais en plus compact et pratique.

Cette similitude n'est pas fortuite, puisqu'un « dispositif d'économie d'énergie » est un LDS classique doté d'un ballast électronique. Vous pouvez le vérifier simplement en démontant la « banque d’épargne » défaillante :

Ampoule à économie d'énergie démontée

Même sur la photo, il est clairement visible que l'ampoule possède 4 bornes - 2 pour chaque spirale - et est connectée à un ballast électronique compact mais très ordinaire. Vous pouvez même vérifier expérimentalement que le ballast est le plus courant. Prenez un LDS tubulaire ordinaire avec la même puissance qu'indiqué sur la base « économie d'énergie » et connectez-le à la place de celui d'origine. Ni la lampe ni le ballast électronique ne remarqueront le changement.

Ce montage hybride peut être utile si une ampoule à économie d'énergie se brise ou si ses spirales grillent. Pourquoi jeter des appareils électroniques parfaitement utilisables alors que le LDS tubulaire est très bon marché ?

Tubulaire lampe à décharge, allumé via le ballast à économie d'énergie. Si vous regardez différents schémas connexions, vous pouvez tout faire vous-même, économisant du temps et de l'argent.

Les sources d'éclairage appelées fluorescentes, contrairement à leurs homologues équipées de filaments, nécessitent pour fonctionner des dispositifs de démarrage appelés ballast.

Qu'est-ce que le ballast

Le ballast pour lampes fluorescentes (lampes fluorescentes) appartient à la catégorie des ballasts utilisés comme limiteur de courant. Ils sont nécessaires si la charge électrique n'est pas suffisante pour limiter efficacement la consommation de courant.

Un exemple est une source lumineuse conventionnelle qui appartient à la catégorie des décharges gazeuses. C'est un appareil à résistance négative.

Selon la mise en œuvre, le ballast peut être :

• résistance normale;
• capacité (ayant une réactance), ainsi qu'une self ;
• circuits analogiques et numériques.

Considérons les options de mise en œuvre les plus répandues.

Types de ballast

Les plus répandues sont les implémentations électromagnétiques et électroniques du ballast. Parlons en détail de chacun d'eux.

Implémentation électromagnétique

Dans ce mode de réalisation, le fonctionnement est basé sur la réactance inductive de l'inducteur (il est connecté en série avec la lampe). Le deuxième élément nécessaire est le démarreur, qui régule le processus nécessaire à « l'allumage ». Cet élément est une lampe de taille compacte appartenant à la catégorie des décharges gazeuses. À l'intérieur de son flacon se trouvent des électrodes en bimétallique (l'une d'elles peut être bimétallique). Connectez le démarreur en parallèle à la lampe. Deux versions du ballast sont présentées ci-dessous.

Les travaux sont réalisés selon le principe suivant :

• lorsqu'une tension est appliquée à l'intérieur de la lampe de démarrage, une décharge se produit, ce qui entraîne un échauffement des électrodes bimétalliques, à la suite de quoi elles se ferment ;
• un court-circuit des électrodes du démarreur entraîne une augmentation plusieurs fois du courant de fonctionnement, car il n'est limité que par la résistance interne de la bobine du papillon ;
• en raison d'une augmentation du niveau de courant de fonctionnement de la lampe, ses électrodes s'échauffent ;
• le démarreur refroidit et ses électrodes bimétalliques s'ouvrent ;
• l'ouverture du circuit par le démarreur entraîne l'apparition d'une impulsion haute tension dans la bobine d'inductance, à cause de laquelle une décharge se produit à l'intérieur du ballon source, ce qui conduit à son « allumage ».

Après le passage luminaire en fonctionnement normal, la tension sur celui-ci et sur le démarreur sera inférieure d'environ la moitié à la tension du secteur, ce qui n'est pas suffisant pour que ce dernier fonctionne. Autrement dit, il sera dans un état ouvert et n'affectera pas le fonctionnement ultérieur du dispositif d'éclairage.

Ce type de ballast est facile à mettre en œuvre et peu coûteux. Mais il ne faut pas oublier que cette version de ballast présente un certain nombre d'inconvénients, tels que :

• « l'allumage » prend de une à trois secondes, et pendant le fonctionnement, ce temps augmentera régulièrement ;
• les sources avec ballast électromagnétique scintillent pendant le fonctionnement, ce qui provoque une fatigue oculaire et peut provoquer des maux de tête ;
• La consommation électrique des appareils électromagnétiques est nettement supérieure à celle des analogues électroniques ;
• Pendant le fonctionnement, l'accélérateur produit un bruit caractéristique.

Ces inconvénients, ainsi que d'autres, des dispositifs de démarrage électromagnétiques pour LDS ont conduit au fait qu'à l'heure actuelle, de tels ballasts ne sont pratiquement pas utilisés. Ils ont été remplacés par des ballasts électroniques « numériques » et analogiques.

Implémentation électronique

Un ballast de type électronique, à la base, est un convertisseur de tension qui alimente le LDS. Une image d'un tel appareil est montrée sur l'image.

Il existe de nombreuses options pour mettre en œuvre des ballasts électroniques. On peut imaginer la caractéristique commune à de nombreux appareils de ce type. schéma fonctionnel, qui, à quelques exceptions près, est utilisé dans tous les ballasts électroniques. Son image est montrée sur la figure.

De nombreux fabricants ajoutent une unité de correction du facteur de puissance à l'appareil, ainsi qu'un circuit de contrôle de la luminosité.

Il existe deux manières les plus courantes de lancer des sources LDS en utilisant la mise en œuvre d'un ballast électronique :

1. Avant d'appliquer le potentiel d'inflammation aux cathodes du LDS, celles-ci sont préalablement chauffées. Grâce à la haute fréquence de la tension entrante, deux objectifs sont atteints : une augmentation significative du rendement et l'élimination du scintillement. Notez que, selon la conception du ballast, l'allumage peut être instantané ou progressif (c'est-à-dire que la luminosité de la source augmentera progressivement) ;
2. méthode combinée, elle se caractérise par le fait qu'un circuit oscillatoire participe au processus « d'allumage », qui doit entrer en résonance avant qu'une décharge ne se produise dans le ballon LDS. Lors de la résonance, la tension fournie aux cathodes augmente, et l'augmentation du courant assure leur échauffement.

Dans la plupart des cas, avec la méthode de démarrage combinée, le circuit est réalisé de telle manière que le filament de la cathode du LDS (après une connexion en série via un condensateur) fait partie du circuit. Lorsqu'une décharge se produit dans l'environnement gazeux d'une source luminescente, cela entraîne une modification des paramètres circuit oscillatoire. En conséquence, il quitte l’état de résonance. En conséquence, la tension tombe en mode normal. Un exemple de schéma d'un tel dispositif est présenté sur la figure.

Dans ce circuit, l'auto-oscillateur est construit sur deux transistors. Le LDS reçoit l'énergie de l'enroulement 1-1 (qui est un enroulement élévateur pour le transformateur Tr). Dans ce cas, des éléments tels que le condensateur C4 et l'inductance L1 constituent un circuit oscillant en série, avec une fréquence de résonance différente de celle générée par l'auto-oscillateur. Des circuits de ballast électronique similaires sont répandus dans de nombreuses lampes de table économiques.

Vidéo : comment fabriquer du ballast pour lampes

En parlant de ballast électronique, on ne peut manquer de mentionner les LDS compacts, conçus pour les cartouches standards E27 et E14. Dans de tels dispositifs, le ballast est intégré à la structure globale.

À titre d'exemple de mise en œuvre, le circuit de ballast d'un Osram 21W LDS à économie d'énergie est présenté ci-dessous.

Il convient de noter qu'en raison des caractéristiques de conception, des exigences sérieuses sont imposées aux éléments électroniques de ces appareils. Les produits de fabricants inconnus peuvent utiliser une base d'éléments plus simple, ce qui devient une cause fréquente de défaillance des LDS compacts.

Avantages

Les appareils électroniques présentent de nombreux avantages par rapport aux ballasts électromagnétiques, nous listons les principaux :

• les ballasts électroniques ne provoquent pas de scintillement du LDS pendant son fonctionnement et ne créent pas de bruit parasite ;
• schéma sur éléments électroniques consomme moins d'énergie, est plus léger et plus compact ;
• la possibilité de mettre en œuvre un circuit qui produit un « hot start », dans ce cas les cathodes du LDS sont préchauffées. Grâce à ce mode de commutation, la durée de vie de la source est considérablement prolongée ;
• Le ballast électronique ne nécessite pas de démarreur, puisqu'il se charge lui-même de générer les niveaux de tension nécessaires au démarrage et au fonctionnement.

Les lampes fluorescentes économiques ne peuvent fonctionner qu'avec des ballasts électroniques. Ces appareils sont destinés au redressement du courant. Il existe de nombreuses informations sur le ballast électronique (circuit, réparation et branchement). Cependant, tout d’abord, il est important d’étudier la conception de l’appareil.

Modèles de type diode

Les modèles de type diode sont aujourd'hui considérés comme économiques. DANS dans ce cas les transformateurs sont utilisés uniquement du type abaisseur. Certains fabricants installent des transistors type ouvert. De ce fait, le processus d'abaissement de la fréquence dans le circuit ne se produit pas de manière très brutale. Pour stabiliser la tension de sortie, deux condensateurs sont utilisés. Si l'on considère les modèles modernes de ballasts, il existe alors des dinistors de type opérationnel. Auparavant, ils étaient remplacés par des convertisseurs conventionnels.

Modèles à deux broches

Ce type de circuit de ballast électronique diffère des autres modèles en ce sens qu'il utilise un régulateur. Ainsi, l'utilisateur peut ajuster le paramètre de tension de sortie. Les transformateurs sont utilisés dans une grande variété d'appareils. Si nous considérons les modèles courants, des analogues abaisseurs sont installés sur eux. Cependant, les configurations monophasées ne leur sont pas inférieures en termes de paramètres.

Il y a deux condensateurs au total dans le circuit pour les modèles. De plus, les circuits de ballast électronique à deux broches comprennent une self installée derrière les canaux de sortie. Les transistors des modèles ne conviennent qu'aux transistors capacitifs. Ils sont présentés sur le marché sous forme permanente et variable. Les fusibles sont rarement utilisés dans les appareils. Cependant, si un thyristor est installé dans le circuit pour redresser le courant, vous ne pouvez pas vous en passer.

Circuit ballast "Epra" 18 W

Celui pour lampe fluorescente comprend également deux paires de condensateurs. Il n'y a qu'un seul transistor pour le modèle. Il peut supporter une résistance négative maximale de 33 ohms. Ceci est considéré comme normal pour les appareils de ce type. De plus, le circuit de ballast électronique de 18 W comprend une self située au-dessus du transformateur. Un dinistor pour la conversion de courant est utilisé de type modulaire. La fréquence d'horloge est réduite à l'aide d'une tétrode. Cet élément est situé près du papillon.

Ballast "Epra" 2x18 W

Le ballast électronique 2x18 spécifié (circuit illustré ci-dessous) se compose de triodes de sortie ainsi que d'un transformateur abaisseur. Si nous parlons d'un transistor, il s'agit dans ce cas d'un type ouvert. Il y a deux condensateurs au total dans le circuit. Le circuit ballast électronique Epra 18 W dispose également d'une self située sous le transformateur.

Dans ce cas, des condensateurs sont généralement installés à proximité des canaux. Le processus de conversion est effectué en abaissant la fréquence d'horloge de l'appareil. Dans ce cas, la stabilité de la tension est assurée grâce à un dinistor de haute qualité. Le modèle dispose de deux canaux au total.

Circuit ballast "Epra" 4x18 W

Ce ballast électronique 4x18 (circuit illustré ci-dessous) comprend des condensateurs de type inverseur. Leur capacité est exactement de 5 pF. Dans ce cas, le paramètre de résistance négative dans les ballasts électroniques atteint 40 Ohms. Il est également important de mentionner que l'inducteur dans la configuration présentée est situé sous le dinistor. Ce modèle a un transistor. Le transformateur pour la rectification du courant est utilisé de type abaisseur. Il est capable de résister à d’importantes surcharges du réseau. Cependant, le fusible est toujours installé dans le circuit.

Navigateur de ballast

Le ballast électronique Navigator (circuit illustré ci-dessous) comprend un transistor unijonction. Aussi, la différence entre ce modèle réside dans la présence d'un régulateur spécial. Avec son aide, l'utilisateur pourra configurer le paramètre de tension de sortie. Si nous parlons du transformateur, il est alors fourni dans le circuit sous la forme d'un type abaisseur. Il est situé à proximité du papillon et est fixé sur la platine. La résistance de ce modèle est de type capacitif.

Dans ce cas il y a deux condensateurs. Le premier d’entre eux est situé à proximité du transformateur. Sa capacité maximale est de 5 pF. Le deuxième condensateur du circuit est situé sous le transistor. Sa capacité atteint 7 pF et peut supporter une résistance négative maximale de 40 ohms. Ces ballasts électroniques n'utilisent pas de fusible.

Circuit de ballast électronique utilisant des transistors EN13003A

Le circuit de ballast électronique pour lampe fluorescente avec transistors EN13003A est assez courant aujourd'hui. Les modèles sont généralement produits sans régulateurs et appartiennent à la classe des appareils économiques. Cependant, les appareils peuvent durer longtemps et ils sont équipés de fusibles. Si nous parlons de transformateurs, ils ne conviennent qu'au type abaisseur.

Un transistor est installé dans le circuit à proximité de l'inductance. Le système de protection de ces modèles est principalement standard. Les contacts des appareils sont protégés par des dinistors. De plus, le circuit de ballast électronique du 13003 comprend des condensateurs, qui sont souvent installés avec une capacité d'environ 5 pF.

Utilisation de transformateurs abaisseurs

Le circuit de ballast électronique d'une lampe fluorescente avec transformateurs abaisseurs comprend souvent des régulateurs de tension. Dans ce cas, on utilise généralement des transistors de type ouvert. De nombreux experts les apprécient pour leur conductivité actuelle élevée. Cependant, un dinistor de haute qualité est très important pour le fonctionnement normal de l'appareil.

Des analogues opérationnels sont souvent utilisés pour les transformateurs abaisseurs. Tout d'abord, ils sont appréciés pour leur compacité, et pour les ballasts électroniques, c'est un avantage non négligeable. De plus, ils se caractérisent par une sensibilité réduite et les pannes mineures du réseau ne leur posent pas de problème.

Applications des transistors vectoriels

Les transistors vectoriels sont très rarement utilisés dans les ballasts électroniques. Cependant, dans les modèles modernes, ils se produisent encore. Si nous parlons des caractéristiques des composants, il est important de noter qu’ils peuvent maintenir la résistance négative à 40 Ohms. Cependant, ils supportent plutôt mal les surcharges. Dans ce cas grand rôle joue le paramètre de tension de sortie.

Si nous parlons de transistors, alors pour ces transformateurs, ils conviennent mieux au type orthogonal. Ils sont assez chers sur le marché, mais la consommation énergétique des modèles est extrêmement faible. Dans ce cas, les modèles avec transformateurs vectoriels sont nettement inférieurs en termes de compacité à ceux des concurrents dotés de configurations abaisseurs.

Circuit avec contrôleur intégré

Le ballast électronique pour lampes fluorescentes avec contrôleur intégré est assez simple. Dans ce cas, on utilise des transformateurs de type abaisseur. Il y a deux condensateurs directs dans le système. Pour abaisser la fréquence maximale, le modèle dispose d'un dinistor. Le transistor est utilisé dans un ballast électronique de type opérationnel. Il peut résister à une résistance négative d'au moins 40 ohms. Les triodes de sortie ne sont presque jamais utilisées dans les modèles de ce type. Cependant, des fusibles sont installés et, en cas de panne de réseau, ils sont d'une grande aide.

Utilisation de déclencheurs basse fréquence

Un déclencheur pour ballast électronique pour lampes fluorescentes est installé lorsque la résistance négative dans le circuit dépasse 60 ohms. Il supprime très bien la charge du transformateur. Les fusibles sont installés très rarement. Pour les modèles de ce type, seuls des transformateurs vectoriels sont utilisés. Dans ce cas, les analogues abaisseurs sont incapables de faire face aux sauts soudains de la fréquence d'horloge maximale.

Les dinistors des modèles sont installés à proximité des starters. En termes de compacité, les ballasts électroniques diffèrent beaucoup. Dans ce cas, tout dépend des composants de l'appareil utilisés. Si nous parlons de modèles avec régulateurs, ils nécessitent beaucoup d'espace. Ils sont également capables de fonctionner dans des ballasts électroniques avec seulement deux condensateurs.

Les modèles sans régulateurs sont très compacts, mais les transistors correspondants ne peuvent être utilisés que de type orthogonal. Ils se distinguent par une bonne conductivité. Cependant, il convient de garder à l’esprit que ces ballasts électroniques disponibles sur le marché ne seront pas bon marché pour l’acheteur.

Une lampe fluorescente (LL) est une source de lumière constituée d'une ampoule en verre scellée, à l'intérieur de laquelle est créée une décharge d'électrode électrique qui s'écoule dans un environnement gazeux. Sur sa surface interne se trouve une couche contenant du phosphore (luminophore). À l’intérieur de la lampe se trouvent un gaz inerte et 1 % de vapeur de mercure. En agissant sur eux décharge électrique ils émettent une lumière ultraviolette visuellement invisible, qui fait briller le phosphore.

Ballasts pour lampes fluorescentes

Si même une lampe fluorescente se brise dans une pièce, les vapeurs de mercure dépasseront de 10 fois les niveaux autorisés. Ses effets nocifs persistent 1 à 2 mois.

Application

Le milieu gazeux électriquement conducteur à l'intérieur des lampes fluorescentes a une résistance négative, qui se manifeste par le fait qu'à mesure que le courant augmente, la tension entre les électrodes diminue.

Schéma de fonctionnement d'une lampe fluorescente

Par conséquent, un limiteur de courant LL1 - un ballast - est connecté au circuit, comme le montre la figure. Le dispositif sert également à créer une tension accrue à court terme pour allumer les lampes, ce qui n'est pas suffisant dans le réseau existant. On l'appelle aussi un accélérateur.

Le ballast contient également une petite lampe incandescente E1 - démarreur. A l'intérieur se trouvent 2 électrodes dont une mobile, elle est constituée d'une plaque bimétallique.

A l'état initial, les électrodes sont ouvertes. Lorsque la tension secteur est appliquée au circuit en fermant le contact SA1 au moment initial, aucun courant ne traverse la lampe fluorescente et une décharge luminescente se forme à l'intérieur du démarreur entre les électrodes. Les électrodes en chauffent et la plaque bimétallique se plie, fermant le contact à l'intérieur du démarreur. En conséquence, le courant traversant le ballast LL1 augmente et chauffe les électrodes de la lampe fluorescente.

Après la fermeture du circuit, la décharge à l'intérieur du démarreur E1 s'arrête et les électrodes commencent à refroidir. Dans ce cas, ils s'ouvrent et, par auto-induction, la self crée une impulsion de tension importante qui enflamme le LL. Dans le même temps, un courant de valeur égale à celui nominal commence à le traverser, qui diminue ensuite de 2 fois en raison de la chute de tension aux bornes de l'inducteur. Ce courant n'est pas suffisant pour créer une décharge luminescente dans le démarreur, ses électrodes restent donc ouvertes pendant que la lampe fluorescente est allumée. Les condensateurs C1 et C2 peuvent réduire les charges réactives et augmenter l'efficacité.

Starter électromagnétique

Le ballast limite le passage du courant. Une partie de l’énergie chauffe l’appareil, ce qui entraîne une perte d’énergie. En fonction des niveaux de perte, le ballast pour lampes peut être le suivant :

• D – normal ;
• C – réduit ;
• B – particulièrement bas.

Lorsque le ballast est connecté au réseau tension alternative conduit le courant en phase. Sa désignation indique toujours le cosinus de l'angle de ce décalage, appelé facteur de puissance. Plus sa valeur est faible, plus l'énergie réactive est consommée, ce qui constitue une charge supplémentaire. Pour augmenter le facteur de puissance jusqu'à une valeur de 0,85, un condensateur d'une capacité de 3 à 5 µF est connecté en parallèle au réseau.

Toute self électromagnétique crée du bruit. En fonction de la mesure dans laquelle il peut être réduit, les ballasts sont produits avec des niveaux de bruit normaux (N), réduits (P) et très faibles (C, A).

La puissance des lampes et des ballasts doit être choisie en fonction les unes des autres (de 4 à 80 W), sinon la lampe tombera en panne prématurément. Ils sont fournis inclus, mais vous pouvez les choisir vous-même.

Le dispositif de démarrage classique composé d'un ballast électromagnétique et d'un démarreur (EMPRA) présente les avantages suivants :

• relative simplicité;
• haute fiabilité;
• prix bas;
• aucune réparation n'est requise, car même de vos propres mains, cela coûtera plus cher que l'achat d'une nouvelle unité.

De plus, il présente toute une série d’inconvénients :

• démarrage long ;
• perte d'énergie (jusqu'à 15 %) ;
• bruit pendant le fonctionnement de l'accélérateur ;
• grandes dimensions et poids;
• démarrage insatisfaisant à basses températures ambiantes ;
• lampe clignotante.

Les défauts des starters ont conduit à la nécessité de créer un nouveau dispositif. Le ballast électronique est une solution innovante qui améliore la qualité de fonctionnement du LL et le rend durable. Le circuit du ballast électronique (ballast électronique) est un seul unité électronique, formant une séquence de changements de tension pour l'allumage.

Schéma fonctionnel des lampes de démarrage utilisant des ballasts électroniques

Avantages circuits électroniques ce qui suit:

• le lancement peut être instantané ou retardé ;
• pas besoin de démarreur pour démarrer ;
• en raison de la haute fréquence, il n'y a pas de « clignotement » et le rendement lumineux est plus élevé ;
• le design est plus léger et plus compact ;
• durabilité grâce à des modes de démarrage et de fonctionnement optimaux.

Extérieurement, le ballast électronique ressemble à la figure ci-dessous.

Ballasts électroniques pour lampes fluorescentes

L'inconvénient des ballasts électroniques est leur prix élevé en raison de la complexité du circuit.

Feux de circulation

Les électrodes de la lampe chauffent, après quoi une haute tension leur est appliquée via un ballast. Sa fréquence est de 20 à 60 kHz, ce qui permet d'éliminer le scintillement et d'augmenter l'efficacité. Selon le circuit, le démarrage peut être instantané ou en douceur - avec une augmentation de la luminosité jusqu'à la luminosité de travail.

Lors d'un démarrage à froid, la durée de vie des lampes fluorescentes est considérablement réduite.

Au processus de chauffage des électrodes, un circuit oscillant est ajouté dans le circuit d'alimentation de la lampe, qui entre en résonance électrique avant la décharge. Dans le même temps, la tension augmente considérablement, les cathodes sont chauffées plus intensément et, par conséquent, l'allumage se produit facilement. Dès que la décharge commence dans la lampe, le circuit oscillant quitte immédiatement la résonance et la tension de fonctionnement s'établit.

Pour les ballasts électroniques bon marché ou assemblés par vos soins, le principe de fonctionnement est similaire à la version avec starter : les lampes sont allumées par une haute tension, et la décharge est entretenue par une basse tension.

Circuit de ballast électronique

Comme pour tous les circuits de ballast électronique, le redressement de la tension est réalisé par les diodes VD4-VD7, qui est ensuite filtrée par le condensateur C1. La capacité du filtre est sélectionnée à raison de 1 µF pour 1 W de puissance de la lampe.

Avec des valeurs de condensateur inférieures, la lueur sera plus faible. Dès la connexion au réseau, le condensateur C4 commence immédiatement à se charger. Lorsque 30 V sont atteints, le dinistor CD1 se déclenche et le transistor T2 s'ouvre avec une impulsion de tension, puis un auto-oscillateur en demi-pont composé des transistors T1, T2 et du transformateur TR1 avec deux enroulements primaires déphasés et un secondaire commence à fonctionner. Fréquence de résonance

le circuit en série des condensateurs C2, C3, de l'inductance L1 et du générateur est de valeur proche (45-50 kHz). Lorsque la tension sur le condensateur C3 atteint la valeur de démarrage, la lampe s'allume. Dans le même temps, la fréquence et la tension du générateur sont réduites et l'inductance limite le courant. En raison de la haute fréquence, ses dimensions sont petites.

Des parties brûlées dans le circuit sont souvent visibles. Comment vérifier le ballast électronique ? Le plus souvent, les transistors tombent en panne. Une pièce grillée peut être détectée visuellement. Lors de réparations DIY, il est recommandé de vérifier le transistor qui lui est associé et les résistances situées à proximité. Ils ne sont pas toujours visibles lorsqu'ils sont brûlés. Condensateur gonfléça change définitivement. S'il y a plusieurs pièces brûlées, le ballast n'est pas réparé.

Parfois, une fois le ballast électronique éteint, la lampe continue de clignoter faiblement. L'une des raisons peut être la présence d'un potentiel à l'entrée lorsque le zéro est désactivé. Vous devez vérifier le circuit et réaliser vous-même les connexions pour que l'interrupteur soit installé en phase. Il est possible qu'une charge reste sur le condensateur du filtre. Ensuite, une résistance de 200 à 300 kOhm doit y être connectée en parallèle pour la décharge.

En raison des surtensions dans le réseau, des réparations sur les luminaires équipés d'un ballast électronique sont souvent nécessaires. Si l'alimentation est instable, il est préférable d'utiliser une self électromagnétique.

Une lampe compacte (CFL) contient un ballast électronique intégré à la base. La réparation des LL de bas prix et de qualité est réalisée pour les raisons suivantes : combustion du filament, claquage de transistors ou d'un condensateur résonant. Si la spirale grille, les réparations à faire soi-même prolongeront brièvement la durée de vie et il est préférable de remplacer la lampe. Il est également peu pratique de réparer les LL dans lesquels la couche de phosphore a été brûlée (noircissement de l'ampoule au niveau des électrodes). Dans ce cas, un ballast fonctionnel peut être utilisé comme pièce de rechange.

Brûlure de phosphore sur une lampe fluorescente

La réparation du ballast électronique ne sera pas nécessaire avant longtemps si vous mettez à niveau le CFL en installant vous-même une thermistance NTS (5-15 Ohms) en série avec le condensateur résonnant. La pièce limite le courant de démarrage et protège les filaments pendant longtemps. Il est également conseillé de réaliser des trous d'aération dans le socle.

Dispositif de ventilation à faire soi-même pour évacuer la chaleur du ballast

Des trous sont soigneusement percés à côté du tube pour un meilleur refroidissement, ainsi qu'à proximité de la partie métallique de la base pour évacuer la chaleur des pièces du ballast. De telles réparations ne sont possibles que dans des pièces sèches. Au milieu, vous pouvez réaliser une troisième rangée de trous avec un foret de plus grand diamètre.

Les réparations impliquant l'installation d'une thermistance sont effectuées en dessoudant le conducteur sur la zone inférieure avec de la soudure. Ensuite, la partie convexe de la base est pliée à partir de l'ampoule en verre et le deuxième fil est libéré. Ensuite, la base est retirée et l'accès à circuit imprimé. Une fois la réparation terminée, la base est installée dans l'ordre inverse.

Faites-le vous-même

Les luminaires tubulaires d'une longueur de 1200 mm sont peu coûteux et peuvent éclairer de grandes surfaces. La lampe peut être fabriquée de vos propres mains, par exemple à partir de 2 lampes de 36 W chacune.

1. Logement - base forme rectangulaire en matériau ininflammable. Vous pouvez utiliser une lampe usagée qui ne nécessite plus de réparation.
2. Les ballasts électroniques sont sélectionnés en fonction de la puissance des lampes.
3. Pour chaque lampe, vous aurez besoin de 2 douilles G13, de fils toronnés et d'attaches.
4. Les douilles de lampe sont fixées au corps après avoir sélectionné la distance qui les sépare.
5. Les ballasts électroniques sont installés dans la zone de chauffage minimal des lampes (généralement plus proche du centre) et connectés aux prises. Chaque unité est réalisée avec un schéma de connexion sur le boîtier.
6. La lampe est montée au mur ou au plafond avec une connexion à une alimentation 220 V via un interrupteur.
7. Il est conseillé d'utiliser un capuchon transparent pour protéger les lampes.

Lampe faite maison

Remplacement. Vidéo

Cette vidéo vous montrera clairement comment remplacer le ballast électronique d'une lampe.

Le LL doit être alimenté avec un courant haute fréquence, pour lequel un ballast électronique est bien adapté. Ils contiennent peu de vapeur de mercure ; ils nécessitent un chauffage des filaments, standardisé en temps et en courant, pour atteindre le mode de fonctionnement.

Malgré l'utilisation généralisée des lustres et lampes LED, les lampes fluorescentes ne perdent pas de terrain. Mais une telle lampe ne peut pas simplement être connectée à un réseau 220V. Pour fonctionner, il nécessite un appareil supplémentaire - un ballast, ou un ballast - ballast.

Pourquoi avez-vous besoin d'un ballast dans une lampe ?

Une lampe fluorescente est un tube de verre scellé. À l'intérieur se trouvent du gaz inerte et petite quantité vapeur de mercure. Aux extrémités du tube se trouvent des filaments constitués de spirales de tungstène. Leur échauffement provoque l'émission d'électrons et facilite l'apparition d'une décharge luminescente à l'intérieur du tube.

La lumière qui apparaît dans ce cas est bleu pâle, avec beaucoup de lumière ultraviolette, de sorte que les parois internes du tube sont recouvertes d'une couche de phosphore qui réémet la lumière ultraviolette en lumière visible.

Intéressant. Les ampoules sans phosphore sont utilisées dans les hôpitaux pour les services de quartzage et de bronzage.

Allumer les lampes fluorescentes

Il existe trois principaux types de dispositifs de démarrage LDS.

Utilisation du démarreur et de l'accélérateur

Avec ce circuit de commutation, les filaments sont connectés en série avec le démarreur et le ballast. Un autre nom pour un ballast électromagnétique est un starter. Il s'agit d'un inducteur qui limite le courant traversant la lampe.

Lorsque la lampe est allumée, le démarreur connecte les spirales de tungstène en série avec le starter. Lorsqu'elles sont chauffées, des électrons sont émis, ce qui facilite l'apparition d'une décharge entre les électrodes. Périodiquement, le démarreur coupe le circuit et si l'ampoule démarre à ce moment-là, la tension entre les électrodes chute et elle ne s'allume plus. Si la décharge ne se produit pas, le démarreur ferme à nouveau le circuit et le processus d'allumage est répété.

Inconvénients de ce schéma :

• temps de démarrage long, surtout en hiver dans les pièces non chauffées ;
• l'accélérateur bourdonne pendant le fonctionnement ;
• la lumière scintille à une fréquence de 100 Hz, ce qui est invisible à l'œil nu, mais peut provoquer des maux de tête.

Intéressant. Pour réduire le scintillement des luminaires composés de deux lampes, l'une d'elles est allumée via un condensateur. Dans le même temps, leurs fluctuations lumineuses ne coïncident pas, ce qui a un effet bénéfique sur l'éclairage de la pièce.

Pour faire fonctionner de telles lampes, des multiplicateurs de tension faits maison étaient auparavant utilisés. Le rôle d'un ballast limiteur de courant dans ce circuit est joué par les condensateurs C3 et C4, et C1 et C2 créent la haute tension nécessaire pour que la décharge apparaisse à l'intérieur du tube à décharge.

Une décharge à haute tension enflamme immédiatement le LDS, mais le scintillement d'une telle lampe est plus fort que dans un circuit avec démarreur et starter.

Intéressant. Le multiplicateur de tension vous permet d'utiliser des flacons avec des bobines de tungstène grillées.

Ballast électronique (EPG)

Un ballast électronique pour lampes fluorescentes est un convertisseur de tension qui allume et alimente la lampe pendant le fonctionnement. Il existe de nombreuses options pour mettre en œuvre de tels dispositifs, mais elles sont assemblées selon un schéma fonctionnel. Certaines conceptions ajoutent un contrôle de la luminosité.

Les lampes avec ballasts électroniques sont lancées de deux manières :

• Avant de s'allumer, les filaments chauffent, c'est pourquoi le démarrage est retardé de 1 à 2 secondes. La luminosité de la lumière peut augmenter progressivement ou s'allumer immédiatement à pleine puissance ;
• La lampe s'allume à l'aide d'un circuit oscillant qui entre en résonance avec l'ampoule. Dans ce cas, il y a une augmentation progressive de la tension et un échauffement des filaments.

De tels appareils présentent de nombreux avantages :

• La lampe est alimentée par une tension haute fréquence, ce qui élimine le scintillement de la lumière ;
• compacité, qui permet de réduire les dimensions de la lampe ;
• allumage rapide mais fluide, prolongeant la durée de vie de la lampe ;
• absence de bruit et d'échauffement pendant le fonctionnement ;
• rendement élevé – jusqu'à 95 % ;
• protection intégrée contre les courts-circuits.

Les ballasts électroniques sont fabriqués pour 1, 2 ou 4 lampes.

Conception de ballasts électromagnétiques

Les circuits des ballasts électroniques des différents fabricants diffèrent les uns des autres, mais sont construits sur le même principe.

Le conseil d'administration est composé des éléments suivants :

• un filtre qui protège le circuit des interférences créées par d'autres équipements ;
• un redresseur qui convertit la tension alternative du secteur en tension continue, nécessaire au fonctionnement du circuit ;
• un filtre qui atténue les ondulations de tension après le redresseur ;
• un onduleur qui alimente les éléments de la carte ;
• le ballast électronique lui-même.

La carte comporte trois paires de broches ou bornes : une pour connecter le 220 V et deux pour les filaments.

Principe de fonctionnement du ballast électronique

Classiquement, le processus d'allumage et de fonctionnement d'une lampe fluorescente est divisé en trois étapes :

1. Réchauffer les filaments. Ceci est nécessaire pour que l'émission d'électrons libres se produise, facilitant l'apparition d'une décharge à l'intérieur du ballon ;
2. Apparition d'une décharge entre les électrodes. Cela se fait à l'aide d'une impulsion haute tension ;
3. Stabilisation de la décharge luminescente et fonctionnement ultérieur de la lampe.

Cette séquence fournit démarrage progressif, augmentant la durée de vie de la lampe et un fonctionnement stable à basse température.

Schéma schématique du ballast électronique

La figure suivante montre l'un des problèmes courants schémas de circuits ballast électronique.

L'ordre de son fonctionnement est le suivant :

1. Le pont de diodes convertit la tension du réseau 220 V AC en tension DC pulsée. Le condensateur C2 atténue les ondulations ;
2. La tension continue est fournie à un onduleur push-pull en demi-pont. Il est assemblé sur deux transistor npn, qui sont des générateurs haute fréquence ;
3. Le signal de commande RF est fourni en antiphase aux enroulements W1 et W2 du transformateur. Il s'agit d'un transformateur L1 à trois enroulements, enroulé sur un noyau magnétique en ferrite ;
4. L'enroulement W3 fournit une tension de résonance élevée au filament. Il crée un courant suffisant pour chauffer les bobines et provoquer l'émission d'électrons ;
5. Le condensateur C4 est connecté en parallèle au ballon. Lorsque la tension résonne, une haute tension apparaît à ses bornes, suffisante pour provoquer l'apparition d'une décharge à l'intérieur du tube ;
6. L'arc résultant court-circuite la capacité et arrête la résonance de tension. Le fonctionnement ultérieur est assuré par les éléments limiteurs de courant L2 et C3.

Réparation et remplacement de ballasts électroniques

Il existe deux types de dysfonctionnements de lampe : une lampe grillée et un bloc défectueux. L'ampoule doit être remplacée et un ballast électronique défectueux peut être réparé ou remplacé par un nouveau.

Réparation de ballasts électroniques

Afin de réparer les lampes fluorescentes et de dépanner les ballasts électroniques, vous avez besoin de compétences de base en réparation d'équipements électroniques :

1. Vérifiez et remplacez le fusible. Certains modèles utilisent pour cela une résistance de 1 à 5 Ohms. Au lieu de cela, un morceau de fil fin est soudé ;
2. Une inspection visuelle et des tests des éléments de la carte avec un testeur sont effectués ;
3. Estimez le coût des pièces défectueuses. A condition qu'il soit inférieur au prix d'un ballast électronique neuf, réparez le ballast électronique.

Remplacement des ballasts électroniques

L'accélérateur électronique défectueux est remplacé par un nouveau. Cela peut être une carte finie ou un circuit provenant d'un brûlé ampoules à économie d'énergie. À l'aide d'une telle planche, vous pouvez réparer des lampes avec des lampes fluorescentes ou fabriquer vous-même une lampe fluorescente.

Le principe de fonctionnement et de démarrage d'une lampe fluorescente compacte est similaire à celui d'une LDS tubulaire classique. La carte qui se trouve à l'intérieur contrôle une lampe fluorescente ordinaire sans aucun problème.

Important! Pouvoir lampe à économie d'énergie doit être égale ou supérieure à la puissance de la lampe fluorescente.

Comment vérifier le tableau CFL :

1. Démontez le boîtier en plastique. Il se compose de deux moitiés reliées par des loquets. Un couteau est inséré dans l'espace et dessine un cercle ;
2. Sur la carte se trouvent quatre broches avec des fils enroulés, disposées par paires. Ce sont des filaments. Ils sont appelés par le testeur ;
3. Si les fils sont intacts, il y a une panne dans la carte. Les fils sont déroulés et l'ampoule est déconnectée pour être utilisée avec une carte d'une autre CFL ;
4. Si l'un des filaments est cassé, la carte est déconnectée et connectée à la place du ballast électronique grillé dans une lampe fluorescente. Lors de l'installation, il doit être isolé du corps métallique et fixé avec un pistolet à colle ou un mastic silicone.

Important! La réparation des lampes fluorescentes est effectuée hors tension.

L'utilisation de ballasts électroniques dans les lampes fluorescentes augmente leur durée de vie et rend l'éclairage plus agréable. Il s'agit d'une alternative au remplacement de ces lampes par des CFL.

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