Hoe de besturingsmechanismen van fluorescentielampen zijn gerangschikt en werken

De klasse van gasontladingslichtbronnen, waaronder fluorescentielampen, vereist het gebruik van speciale apparatuur die de doorgang van een boogontlading in een afgesloten glazen behuizing uitvoert.

Het apparaat en het werkingsprincipe van een fluorescentielamp

De vorm is gemaakt in de vorm van een buis. Het kan recht, gebogen of gedraaid zijn.

Het oppervlak van de glazen bol is van binnenuit bedekt met een laag fosfor en aan de uiteinden bevinden zich wolfraamfilamenten. Het binnenvolume is afgesloten, gevuld met inert gas onder lage druk met kwikdamp.

De gloed van een fluorescentielamp ontstaat door het creëren en in stand houden van een elektrische boogontlading in een inert gas tussen de gloeidraden, die werken volgens het principe van thermionische straling. Voor de stroom wordt een elektrische stroom door de wolfraamdraad geleid om het metaal te verwarmen.

Tegelijkertijd wordt een hoog potentiaalverschil toegepast tussen de filamenten, waardoor energie wordt geleverd voor de stroom van een elektrische boog ertussen.Kwikdamp verbetert het stromingspad ervoor in een omgeving met inert gas. De fosforlaag transformeert de optische eigenschappen van de uitgaande lichtbundel.

Het gaat over het verzekeren van de doorgang van elektrische processen binnen de regelapparatuur van de fluorescentielamp... Afgekort PRA.

Soorten voorschakelapparaten

Afhankelijk van de gebruikte elementbasis kunnen ballastapparaten op twee manieren worden gemaakt:

1. elektromagnetisch ontwerp;

2. elektronisch blok.

De eerste modellen fluorescentielampen werkten uitsluitend volgens de eerste methode. Hiervoor gebruikten we:

• beginner;

• gas geven.

Elektronische blokken verschenen nog niet zo lang geleden. Ze begonnen te worden geproduceerd na de massale, snelle ontwikkeling van ondernemingen die een modern assortiment elektronische bases produceerden op basis van microprocessortechnologieën.

Elektromagnetische ballasten

Het werkingsprincipe van een fluorescentielamp met een elektromagnetische ballast (EMPRA)

Het startcircuit van de starter met de aansluiting van een elektromagnetische choke wordt als traditioneel, klassiek beschouwd. Vanwege zijn relatieve eenvoud en lage kosten blijft het populair en wordt het nog steeds veel gebruikt in verlichtingsschema's.

Nadat de lamp van het net is voorzien, wordt de spanning via de smoorspoel en de wolfraamgloeidraden geleverd aan starter elektroden… Het is ontworpen in de vorm van een gasontladingslamp met een klein formaat.

De netspanning die op de elektroden wordt aangelegd, veroorzaakt een glimontlading ertussen, waardoor een inerte gasgloed ontstaat en de omgeving wordt verwarmd. Dichtbij bimetaalcontact neem het waar, buig. verandert van vorm en sluit de opening tussen de elektroden.

Er wordt een gesloten circuit gevormd in het circuit van het elektrische circuit en er begint een stroom doorheen te stromen, waardoor de gloeidraden van de fluorescentielamp worden verwarmd. Om hen heen wordt een thermische emissie gevormd. Tegelijkertijd wordt de kwikdamp in de kolf verwarmd.

De resulterende elektrische stroom vermindert de spanning die vanuit het netwerk op de elektroden van de starter wordt aangelegd met ongeveer de helft. De bliksem ertussen neemt af en de temperatuur daalt. De bimetalen plaat vermindert de buiging door het circuit tussen de elektroden los te koppelen.De stroom er doorheen wordt onderbroken en een EMF van zelfinductie wordt gecreëerd in de smoorspoel. Het creëert onmiddellijk een kortstondige ontlading in het circuit dat erop is aangesloten: tussen de gloeidraden van een TL-lamp.

De waarde bereikt enkele kilovolts. Het is voldoende om het verval van een inert gasmedium met verwarmde kwikdamp en verwarmde filamenten tot een staat van thermische straling te brengen. Er ontstaat een elektrische boog tussen de uiteinden van de lamp, die de lichtbron is.

Tegelijkertijd is de spanning op de contacten van de starter niet voldoende om de inerte laag te vernietigen en de elektroden van de bimetalen plaat opnieuw te sluiten. Ze blijven geopend. De starter neemt niet deel aan de verdere arbeidsregeling.

Na het starten van het gloeien moet de stroom in het circuit begrensd worden. Anders kunnen de circuitelementen verbranden. Deze functie is ook toegewezen aan gas geven… Zijn inductieve weerstand beperkt de stijging van de stroom en voorkomt schade aan de lamp.

Aansluitschema's van elektromagnetische voorschakelapparaten

Op basis van het bovenstaande werkingsprincipe van fluorescentielampen worden er via een besturingsapparaat verschillende verbindingsschema's voor gemaakt.

Het eenvoudigste is om de choke en de starter voor één lamp aan te zetten.

Bij deze methode verschijnt er een extra inductieve weerstand in het voedingscircuit. Om blindvermogensverliezen door zijn actie te verminderen, wordt compensatie gebruikt vanwege de opname van een condensator aan de ingang van het circuit, waardoor de hoek van de stroomvector in de tegenovergestelde richting wordt verschoven.

Als de kracht van de smoorspoel het mogelijk maakt om meerdere fluorescentielampen te laten werken, worden deze laatste verzameld in serieschakelingen en worden afzonderlijke starters gebruikt om elk te starten.

Wanneer het nodig is om het effect van inductieve weerstand te compenseren, wordt dezelfde techniek gebruikt als voorheen: er wordt een compensatiecondensator aangesloten.

In plaats van een smoorspoel kan een autotransformator in het circuit worden gebruikt, die dezelfde inductieve weerstand heeft en waarmee u de waarde van de uitgangsspanning kunt aanpassen. De compensatie van actieve vermogensverliezen van de reactieve component wordt gedaan door een condensator aan te sluiten.

Automatische transformator kan worden gebruikt voor verlichting met meerdere in serie geschakelde lampen.

Tegelijkertijd is het belangrijk om een ​​reserve van zijn vermogen te creëren om een ​​betrouwbare werking te garanderen.

Nadelen van het gebruik van elektromagnetische ballasten

De afmetingen van de gashendel vereisen de creatie van een aparte behuizing voor het besturingsapparaat, dat een bepaalde ruimte inneemt. Tegelijkertijd zendt het een, zij het klein, extern geluid uit.

Het startontwerp is niet betrouwbaar. Periodiek gaan de lampen door storingen uit. Als de starter faalt, treedt er een valse start op wanneer meerdere flitsen visueel kunnen worden waargenomen voordat een gestage verbranding begint. Dit fenomeen beïnvloedt de levensduur van threads.

Elektromagnetische voorschakelapparaten zorgen voor relatief hoge energieverliezen en verminderen de efficiëntie.

Spanningsvermenigvuldigers in circuits voor het aansturen van fluorescentielampen

Dit schema wordt vaak aangetroffen in amateurontwerpen en wordt niet gebruikt in industriële ontwerpen, hoewel het geen complexe basis van elementen vereist, eenvoudig te vervaardigen en efficiënt is.

Het principe van zijn werking bestaat uit het geleidelijk verhogen van de voedingsspanning van het netwerk tot aanzienlijk hogere waarden, waardoor de isolatie van een inert gasmedium met kwikdamp wordt vernietigd zonder het te verwarmen en de thermische straling van de draden wordt gegarandeerd.

Zo'n verbinding maakt het gebruik van zelfs lampen met verbrande gloeidraden mogelijk. Om dit te doen, worden de lampen in hun circuit eenvoudig overbrugd met externe jumpers aan beide zijden.

Dergelijke circuits hebben een verhoogd risico op een elektrische schok voor een persoon. De bron is de uitgangsspanning van de vermenigvuldiger, die kan worden verhoogd tot kilovolts en meer.

We raden het gebruik van deze tabel niet aan en publiceren deze om het gevaar van de risico's die deze met zich meebrengt te verduidelijken. Wij vestigen hier bewust uw aandacht op: gebruik deze methode niet zelf en waarschuw uw collega's voor dit grote nadeel.

Elektronische voorschakelapparaten

Kenmerken van de werking van een fluorescentielamp met een elektronisch voorschakelapparaat (ECG)

Alle natuurkundige wetten die ontstaan ​​in een glazen kolf met inert gas en kwikdamp om een ​​boogontlading en gloed te vormen, blijven ongewijzigd in het ontwerp van lampen die worden aangestuurd door elektronische voorschakelapparaten.

Daarom blijven de algoritmen voor de werking van elektronische voorschakelapparaten hetzelfde als die van hun elektromagnetische tegenhangers. Het is alleen dat de oude elementbasis is vervangen door een moderne.

Dit zorgt niet alleen voor de hoge betrouwbaarheid van het bedieningsapparaat, maar ook voor de kleine afmetingen, waardoor het op elke geschikte plaats kan worden geïnstalleerd, zelfs in de voet van een conventionele E27-lamp die door Edison is ontwikkeld voor gloeilampen.

Volgens dit principe werken kleine spaarlampen met een tl-buis met een complexe gedraaide vorm, die niet groter zijn dan gloeilampen, en zijn ontworpen om via oude stopcontacten op het 220-netwerk te worden aangesloten.

In de meeste gevallen is het voor elektriciens die met fluorescentielampen werken voldoende om zich een eenvoudig aansluitschema voor te stellen dat met grote vereenvoudiging is gemaakt van een paar componenten.

Van het elektronische blok voor elektronische voorschakelapparaten tot werk zijn er:

• ingangscircuit aangesloten op een 220 volt voeding;

• twee uitgangscircuits #1 en #2 verbonden met de respectieve threads.

Meestal is de elektronische eenheid gemaakt met een hoge mate van betrouwbaarheid, een lange levensduur. In de praktijk maken spaarlampen om verschillende redenen het vaakst los tijdens het gebruik. Het inerte gas en de kwikdamp verlaten het onmiddellijk. Zo'n lamp gaat niet meer branden en de elektronische unit blijft in goede staat.

Het kan worden hergebruikt door het aan te sluiten op een kolf met een geschikte capaciteit. Voor deze:

• de voet van de lamp wordt zorgvuldig gedemonteerd;

• de elektronische ECG-eenheid wordt ervan verwijderd;

• markeer een paar draden die in het stroomcircuit worden gebruikt;

• markeer de draden van de uitgangscircuits op de gloeidraad.

Daarna blijft het alleen over om het circuit van de elektronische eenheid opnieuw aan te sluiten op een complete, werkende kolf. Ze zal blijven werken.

Elektromagnetisch ballastapparaat

Structureel bestaat het elektronische blok uit verschillende delen:

• een filter dat elektromagnetische interferentie verwijdert en blokkeert die afkomstig is van de voeding naar het circuit of die tijdens bedrijf door de elektronische eenheid wordt gecreëerd;

• gelijkrichter van sinusoïdale oscillaties;

• circuits voor vermogenscorrectie;

• gladmakend filter;

• omvormer;

• elektronische ballast (een analoog van een choke).

Het elektrische circuit van de omvormer werkt op krachtige veldeffecttransistors en is gemaakt volgens een van de typische principes: een brug- of halfbrugcircuit voor hun opname.

In het eerste geval werken vier sleutels in elke arm van de brug. Dergelijke omvormers zijn ontworpen om hoog vermogen in verlichtingssystemen om te zetten in honderden watt. Een halfbrugcircuit bevat slechts twee schakelaars, heeft een lager rendement en wordt vaker gebruikt.

Beide circuits worden bestuurd door een speciale elektronische eenheid - microdar.

Hoe elektronische voorschakelapparaten werken

Om een ​​betrouwbare luminescentie van de fluorescentielamp te garanderen, zijn de ECG-algoritmen verdeeld in 3 technologische fasen:

1. voorbereidend, gerelateerd aan de initiële verwarming van de elektroden om de thermische straling te verhogen;

2. het ontsteken van de boog door middel van een hoogspanningspuls;

3. Zorgen voor een stabiele boogontlading.

Deze technologie stelt u in staat om de lamp snel aan te zetten, zelfs bij negatieve temperaturen, zorgt voor een zachte start en output van de minimaal noodzakelijke spanning tussen de gloeidraden voor een goede boogverlichting.

Een van de eenvoudige schematische diagrammen voor het aansluiten van een elektronisch voorschakelapparaat op een fluorescentielamp wordt hieronder weergegeven.

Een diodebrug aan de ingang corrigeert de wisselspanning. De golven worden afgevlakt door condensator C2.Een push-pull-omvormer die in een halfbrugcircuit is aangesloten, werkt erna.

Het bevat 2 n-p-n-transistors die hoogfrequente oscillaties creëren die met stuursignalen in tegenfase worden toegevoerd aan de wikkelingen W1 en W2 van de drie-wikkeling toroïdale hoogfrequente transformator L1. De resterende spoel W3 levert een hoge resonantiespanning aan de fluorescerende buis.

Dus wanneer de stroom wordt ingeschakeld voordat de lamp wordt aangestoken, wordt er een maximale stroom gecreëerd in de resonantiekring, die zorgt voor verwarming van beide gloeidraden.

Parallel aan de lamp is een condensator geschakeld. Op de platen ontstaat een grote resonantiespanning. Het vuurt een elektrische boog af in een omgeving met inert gas. Onder zijn werking worden de condensatorplaten kortgesloten en wordt de spanningsresonantie onderbroken.

De lamp stopt echter niet met branden. Het blijft automatisch werken vanwege het resterende deel van de toegepaste energie. De inductieve weerstand van de omvormer regelt de stroom die door de lamp gaat, waardoor deze binnen het optimale bereik blijft.

Zie ook: Schakelcircuits voor gasontladingslampen