Электро́нный пу́скорегули́рующий аппара́т (ЭПРА) — электронное устройство, осуществляющее пуск и поддержание рабочего режима газоразрядных осветительных ламп.

История

Десятилетиями на работе и в быту людей наряду с лампами накаливания сопровождают люминесцентные лампы. Преимущества люминесцентных ламп над обычными — приближенный к естественному спектральный состав лампы, более высокий КПД и срок службы. К недостаткам относят: наличие дополнительного приспособления для пуска лампы — пускорегулирующего аппарата (громоздкий шумный дроссель с ненадёжным стартером или ЭПРА); мерцание лампы с частотой питающей сети (нивелируется применением ЭПРА); вышедший из строя стартёр вызывает фальстарт лампы (визуально определяется несколько вспышек перед стабильным зажиганием), сокращая срок службы нитей накала; очень низкий коэффициент мощности ламп — такие лампы являются неудачной для электросети нагрузкой. Существуют и более мелкие недостатки^[1].

В связи с наличием недостатков классического пускорегулирующего аппарата (ПРА), применяемого для включения газоразрядных ламп, начались разработки альтернативного пускорегулирующего устройства на полупроводниковых элементах. Первые ЭПРА появились в 80-х годах XX века, а широкое их применение началось в 90-е годы. Помимо отсутствия перечисленных выше недостатков классических пускорегулирующих аппаратов, ЭПРА обладали рядом преимуществ — стабильностью освещения в широком диапазоне питающих напряжений, увеличением срока службы ламп и возможностью плавного регулирования их яркости (как дополнительная опция) при помощи внешнего светорегулятора.

Устройство ЭПРА

Типичный ЭПРА состоит из следующих блоков:

1. Фильтр электромагнитных помех — отфильтровывает как входящие в ЭПРА из сети помехи, так и проникающие из ЭПРА в электросеть.
2. Выпрямитель.
3. Схема коррекции коэффициента мощности (опционально).
4. Фильтр постоянного тока
5. Инвертор.
6. Балласт (дроссель).

Инвертор может оснащаться устройством плавного регулирования яркости, требующим использования внешнего светорегулятора, специально предназначенного для управления электронным балластом.

Схема ЭПРА может быть мостовой и полумостовой. Первая имеет вдвое большее количество ключевых элементов (как правило это мощные полевые транзисторы) и используется при больших мощностях ламп (сотни Ватт). Вторая схема применяется намного чаще и, хотя она имеет более низкий КПД по сравнению с мостовой, использование специальных микросхем-драйверов, управляющих ключевыми элементами ЭПРА (например, марки ICB1FL02G) в значительной степени компенсирует этот недостаток. Нужно отметить, что указанные микросхемы применяются и в мощных ЭПРА.

Качественные ЭПРА, помимо перечисленных выше элементов, содержат встроенную защиту от перепадов напряжения сети, импульсных помех и запуска в отсутствие лампы. Линейка продукции включает в себя: стандартные , аналоговые (1-10В) и цифровые (DALI) ЭПРА. Возможности энергосбережения с управляемыми ЭПРА до 85% по сравнению с традициональными ПРА.

Работа ЭПРА

Работа ЭПРА делится на три фазы:

1. Предварительный разогрев электродов лампы. Делает запуск лампы мгновенным, мягким (продлевает срок службы лампы) и возможным при низких температурах окружающей среды.
2. Поджиг — ЭПРА генерирует импульс высокого (до 1,6 кВ) напряжения, вызывающего пробой газа, наполняющего колбу лампы.
3. Горение — на электродах лампы поддерживается небольшое напряжение, достаточное для поддержания её горения.

Схема ЭПРА для люминесцентной лампы чаще представляет собой двухтактный полумостовой преобразователь напряжения (реже встречается мостовая схема). В начале напряжение сети выпрямляется 2-полупериодным диодным мостом до постоянного напряжения 300...310 вольт. Далее двухтактный полумостовой инвертор на двух n-p-n-транзисторах, преобразует постоянное напряжение с диодного моста в высокочастотное напряжение. Нагрузкой преобразователя является тороидальный трансформатор с тремя обмотками, две из которых являются управляющим элементом, противофазно открывающим транзисторные ключи, а третья — рабочей, подающей переменное резонансное напряжение на люминесцентную лампу (напряжение, подаваемое на лампу, значительно превышает напряжение питающей сети). Следовательно, перед зажиганием люминесцентной лампы максимальный ток в резонансной цепи разогревает обе нити накала, а большое резонансное напряжение на конденсаторе, включённом параллельно лампе, зажигает её. Зажжённая лампа резко уменьшает своё сопротивление, закорачивая конденсатор — резонанс напряжений в цепи прекращается, однако уже зажженная лампа продолжает светиться. Преобразователь продолжает работать в автоматическом режиме, не меняя частоты с момента запуска, ограничивая своей индуктивностью ток в зажжённой лампе. Весь процесс зажигания длится меньше 1 с.

Фото

• Электронный пускорегулирующий аппарат

• Низкокачественный ЭПРА

• Современный ЭПРА Helvar 2x58W

• ЭПРА и различные компактные люминесцентные лампы

См. также

• Термоэлектронная эмиссия
• Люминесцентная лампа
• Лампа накаливания

Примечания

Литература

Краснопольский А. Е. Пускорегулирующие аппараты для газоразрядных ламп. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 207 с.

Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник /В. В. Бачурин, В. Я. Ваксенбург, В. П. Дьяконов и др. — М.: Радио и связь, 1994. — 207 с.

Ссылки

• Обзор ЭПРА на сайте www.gaw.ru
• Обзор преимуществ использования ЭПРА