В настоящее время наиболее распространенными экономичными источниками света являются газоразрядные лампы, которые все чаще применяются вместо обычных ламп накаливания. Принцип действия таких ламп заключается в люминесцентном свечении заключенного внутри лампы газа при протекании через него тока т.е. осуществлении высоковольтного пробоя, что обеспечивается подачей высокого напряжения на электроды лампы.
Газоразрядные лампы можно разделить на два вида, первый — это лампы высокой интенсивности свечения, среди которых наиболее распространены: ртутные лампы, натриевые лампы высокого давления и металлогалогенные лампы, второй вид — это люминесцентные лампы низкого давления.
Если обычная лампа накаливания, когда она включена, представляет собой постоянную резистивную нагрузку, то все газоразрядные лампы имеют отрицательные импедансные характеристики, которые требуют стабилизации тока. Кроме того, необходимо учитывать такие моменты как: резонансный режим работы, защита при выходе лампы из строя; высоковольтное зажигание, специальное управление силовой шиной.
Основной режим, соблюдение которого необходимо люминесцентной лампе на протяжении всего срока эксплуатации — это токовый режим (в идеале, необходима стабилизация мощности на протяжении всего периода эксплуатации лампы). Как правило, лампы питаются от переменного напряжения для уравнивания износа электродов (в случае питания постоянным напряжением, срок службы короче на 50%). Принципиальная схема для управления лампой дневного света (ЛДС) мощностью до 40 Вт предназначена схема, приведенная на рис.1.
Рис.1.
Напряжение питания ~220В подается на входы L1 и L2. Выпрямленное диодами VD1 -VD4 постоянное напряжение составляет порядка 320 В. Конденсаторы С1 и С2 работают, как емкостный входной фильтр. Возможно использование и сети ~110В, в этом случае питание подается на входы L1 (L2) и N, а диоды VD1, VD3 (VD2, VD4) с конденсаторами С1 и С2 работают как однополупериодный удвоитель напряжения.
DA1 (IR2151) — это схема управления МДП-транзистора ми с внутренним генератором, который работает прямо от шины питания через R1. Внутренний стабилизатор фиксирует напряжение питания на уровне 15В. Предусмотрена блокировка затворов при падении напряжения питания ниже 9В.
При номинальном постоянном напряжении шины питания 230В выходной прямоугольный импульс имеет эффективное напряжение 160В, а частота устанавливается подбором R2 и С4 для приближения к резонансной частоте лампы. Лампа работает в своей последовательной резонансной схеме, состоящей из последовательно включенной катушки индуктивности L1 и шунтирующего конденсатора С6, который стоит параллельно термистору с положительным температурным коэффициентом.
Термистор имеет малое сопротивление в холодном состоянии и очень высокое в горячем, то для этих целей может также использоваться неоновая лампочка, когда нагревается благодаря протекающему через него току. Назначение термистора — обеспечить плавное нарастание напряжения на электродах лампы при включении. В случаях, когда лампа горит постоянно или очень редко включается/выключается, термистор можно убрать. В этом случае лампа включается мгновенно, что может привести к ее быстрому износу.
Материал подготовил Ю. Замятин, (UA9XPJ).
