Пока идут споры о том, как скоро лампы накаливания в наших квартирах будут заменены сверхяркими светодиодами, продолжает стремительно развиваться сектор газоразрядных энергосберегающих ламп. Сейчас уже кроме привычных нам с детства ЛДС -стеклянных трубок полутораметровой длины, которые все время мигают и от которых болит голова, выпускается целый спектр энергосберегающих ламп, выполненных более компактно и оформленных с цоколем, позволяющим их вкручивать в обычный патрон для лампы накаливания.
На рисунке 1 показана стандартная схема включения ЛДС. Эта схема, со стартером и дросселем, применяется уже много лет. Главный ее недостаток в том, что напряжения 220V фактически не достаточно для получения устойчивого разряда. Поэтому в лампе есть нити накаливания и стартер, задача которых в том, чтобы разогреть электроды лампы до состояния достаточного для возникновения разряда. Именно это и является источником нестабильной работы таких ламп.
В литературе предложено много различных радиолюбительских схем питания таких ламп, - главная идея которых в повышении напряжения на электродах лампы до такого уровня, когда разряд возникает и без подогрева электродов. Обычно с этой целью используется схема выпрямителя с умножителем напряжения.
Рис. 2
Зарубежные производители энергосберегающих ламп для питания ЛДС применяют способ, при котором лампа питается высокочастотным импульсным напряжением (рис. 2). Для этого используются высокочастотные генераторы, с мощным выходом. На рисунке 3 приводится одна из типовых схем такого генератора. Генератор выполнен по двухтактной схеме на биполярных транзисторах. В данной схеме используются нити накала лампы по прямому назначению, -они питаются импульсным напряжением и разогревают электроды лампы. Достоинство схемы в том, что лампа питается высокочастотным напряжением, и это обеспечивает более ровный свет. А недостаток в необходимости использования нитей накала лампы. На рисунке 4 аналогичная схема с использованием IGBT транзисторов.
Рис. 3
Рис. 4
На рисунке 5 приводится практическая схема электронного балласта для ЛДС, в котором нет импульсного трансформатора. Переменное напряжение 220V выпрямляется мостовым выпрямителем D2 и на конденсаторе С1 выделяется постоянное напряжение 310V. Этим напряжением питается выходной двухтактный ключевой каскад на IGBT транзисторах Q1 и Q2.
Микросхема МС34262 представляет собой генератор противофазных импульсов, управляющих выходным каскадом. Частота импульсов зависит от параметров цепи R5-C2 и в данном случае составляет около 40 кГц. Импульсное переменное напряжение с выхода двухтактного каскада поступает на ЛДС.
Рис. 5
Балласт (рис. 5) предназначен для питания флуоресцентных ламп мощностью до 30 W. Другая аналогичная схема электронного балласта приведена на рисунке 6.
Рис. 6
Существует много аналогичных схем электронных балластов, выполненых на другой элементной базе, по аналогичным схемам. Другой способ питания ЛДС заключается в питании лампы повышенным импульсным напряжением, в этом случае исключается надобность в подключении нитей накала, можно использовать специальные ЛДС без накальных цепей или со сгоревшими нитями накала. Значительно повышается надежность из-за того, что нити накала не используются.
Рис. 7
На рисунке 7 приводится схема такого источника питания на биполярных транзисторах. Фактически это двухтактный импульсный генератор, питающийся выпрямленным напряжением электросети. Первичные обмотки импульсного трансформатора включены в коллекторные цепи транзисторов. Обратная связь создается с помощью обмотки трансформатора, включенной в базовые цепи транзисторов. На вторичной (повышающей) обмотке импульсного трансформатора выделяется повышенное переменное напряжение, которое подается на ЛДС через разделительный конденсатор С3. Стабилитроны D1 и D2 служат для защиты транзисторов от перенапряжения, суммарное напряжение стабилизации этих стабилитронов должно быть больше напряжения на выходе выпрямителя. Схема аналогичного источника на Н2-биполярных транзисторах приведена на рисунке 8.
Рис. 8
