Как са подредени и работят управляващите механизми на флуоресцентни лампи

Класът газоразрядни източници на светлина, които включват флуоресцентни лампи, изисква използването на специално оборудване, което осъществява преминаването на дъгов разряд вътре в запечатан стъклен корпус.

Устройството и принципът на действие на флуоресцентна лампа

Формата му е направена под формата на тръба. Тя може да бъде права, извита или усукана.

Повърхността на стъклената крушка е покрита със слой фосфор отвътре, а в нейните краища са разположени волфрамови нишки. Вътрешният обем е запечатан, напълнен с инертен газ с ниско налягане с живачни пари.

Сиянието на флуоресцентна лампа възниква поради създаването и поддържането на разряд на електрическа дъга в инертен газ между нишките, които работят на принципа на термионното излъчване. За неговото протичане през волфрамовия проводник се пропуска електрически ток за нагряване на метала.

В същото време се прилага висока потенциална разлика между нишките, осигуряващи енергия за потока на електрическа дъга между тях. Живачните пари подобряват пътя на потока за него в среда на инертен газ. Фосфорният слой трансформира оптичните характеристики на изходящия светлинен лъч.

Той се занимава с осигуряване преминаването на електрически процеси вътре в луминесцентната лампа контролно оборудване… Съкратено е PRA.

Видове баласти

В зависимост от използваната база от елементи, баластните устройства могат да бъдат направени по два начина:

1. електромагнитен дизайн;

2. електронен блок.

Първите модели флуоресцентни лампи работят изключително по първия метод. За това използвахме:

• стартер;

• дросел.

Електронните блокове се появиха не толкова отдавна. Те започнаха да се произвеждат след масовото, бързо развитие на предприятия, произвеждащи модерен асортимент от електронни бази, базирани на микропроцесорни технологии.

Електромагнитни баласти

Принципът на действие на флуоресцентна лампа с електромагнитен баласт (EMPRA)

Стартовата верига на стартера със свързването на електромагнитен дросел се счита за традиционна, класическа. Поради относителната си простота и ниска цена, той остава популярен и продължава да се използва масово в схеми за осветление.

След подаване на захранващата мрежа към лампата, напрежението се подава през намотката на дросела и волфрамовите нишки към стартерни електроди… Проектиран е под формата на газоразрядна лампа с малък размер.

Мрежовото напрежение, приложено към неговите електроди, предизвиква светещ разряд между тях, образувайки сияние на инертен газ и загрявайки неговата среда. Наблизо биметален контакт възприема го, огъва се. променя формата си и затваря празнината между електродите.

Във веригата на електрическата верига се образува затворен кръг и през него започва да тече ток, загрявайки нишките на флуоресцентната лампа. Около тях се образува термионна емисия. В същото време живачните пари вътре в колбата се нагряват.

Полученият електрически ток намалява напрежението, приложено от мрежата към електродите на стартера с около половината. Светкавицата между тях намалява, а температурата пада. Биметалната плоча намалява огъването си чрез изключване на веригата между електродите.Токът през тях се прекъсва и вътре в дросела се създава ЕМП на самоиндукция. Той незабавно създава краткосрочен разряд във веригата, свързана към него: между нишките на флуоресцентна лампа.

Стойността му достига няколко киловолта. Достатъчно е да се създаде разпадане на инертна газова среда с нагрята живачна пара и нагрети нишки до състояние на термионно излъчване. Между краищата на лампата възниква електрическа дъга, която е източник на светлина.

В същото време напрежението на контактите на стартера не е достатъчно за разрушаването на неговия инертен слой и повторно затваряне на електродите на биметалната плоча. Те остават отворени. Стартерът не участва в по -нататъшната схема на работа.

След стартиране на сиянието токът във веригата трябва да бъде ограничен. В противен случай елементите на веригата могат да изгорят. Тази функция също е възложена на дросел… Индуктивното му съпротивление ограничава нарастването на тока и предотвратява повреда на лампата.

Схеми на свързване на електромагнитни баласти

Въз основа на горния принцип на действие на флуоресцентните лампи за тях се създават различни схеми на свързване чрез управляващо устройство.

Най -простото е да включите дросела и стартера за една лампа.

При този метод в захранващата верига се появява допълнително индуктивно съпротивление. За да се намалят загубите на реактивна мощност от неговото действие, се използва компенсация поради включването на кондензатор на входа на веригата, изместване на ъгъла на токовия вектор в обратна посока.

Ако силата на дросела позволява тя да се използва за работа на няколко флуоресцентни лампи, последните се събират в последователни вериги, а за стартиране на всяка се използват отделни стартери.

Когато е необходимо да се компенсира ефектът на индуктивното съпротивление, се използва същата техника като преди: свързан е компенсационен кондензатор.

Вместо дросел, във веригата може да се използва автотрансформатор, който има същото индуктивно съпротивление и ви позволява да регулирате стойността на изходното напрежение. Компенсацията на загубите на активна мощност на реактивния компонент се извършва чрез свързване на кондензатор.

Автотрансформатор може да се използва за осветление с няколко последователно свързани лампи.

В същото време е важно да се създаде резерв от неговата мощност, за да се гарантира надеждна работа.

Недостатъци на използването на електромагнитни баласти

Размерите на дросела изискват създаването на отделен корпус за управляващото устройство, което заема определено място. В същото време излъчва, макар и малък, но външен шум.

Стартерният дизайн не е надежден. Периодично лампите изгасват поради неизправности. Ако стартерът не успее, възниква фалстарт, когато могат да се наблюдават визуално няколко мигания преди началото на стабилно изгаряне. Това явление влияе върху живота на нишките.

Електромагнитните баласти създават относително високи загуби на енергия и намаляват ефективността.

Умножители на напрежение във вериги за задействане на флуоресцентни лампи

Тази схема често се среща в любителски дизайни и не се използва в промишлени дизайни, въпреки че не изисква сложна база от елементи, лесна е за производство и е ефективна.

Принципът на нейната работа се състои в поетапно увеличаване на захранващото напрежение на мрежата до значително по -големи стойности, причинявайки разрушаване на изолацията на инертна газова среда с живачни пари без тяхното нагряване и осигуряване на термионно излъчване на нишките.

Такава връзка позволява използването на дори крушки с изгорели нишки. За да направите това, в тяхната верига колбите просто се шунтират с външни джъмпери от двете страни.

Такива вериги имат повишен риск от токов удар за човек. Неговият източник е изходното напрежение от множителя, което може да бъде доведено до киловолта и повече.

Не препоръчваме тази диаграма за употреба и я публикуваме, за да изясним опасността от рисковете, които тя представлява. Ние насочваме вниманието ви към този въпрос нарочно: не използвайте сами този метод и предупреждавайте колегите си за този основен недостатък.

Електронни баласти

Характеристики на работата на флуоресцентна лампа с електронен баласт (ЕКГ)

Всички физични закони, които възникват вътре в стъклена колба с инертен газ и живачни пари, за да образуват дъгов разряд и сияние, остават непроменени в дизайна на лампите, контролирани от електронни баласти.

Следователно алгоритмите за работа на електронни баласти остават същите като тези на техните електромагнитни колеги. Просто старата елементна база е заменена с модерна.

Това гарантира не само високата надеждност на устройството за управление, но и неговите малки размери, което му позволява да бъде инсталирано на всяко подходящо място, дори вътре в основата на конвенционална крушка E27, разработена от Edison за лампи с нажежаема жичка.

Според този принцип, малки енергоспестяващи лампи с флуоресцентна тръба със сложна усукана форма, които не надвишават по размер лампите с нажежаема жичка, работят и са създадени за свързване към мрежата 220 чрез стари контакти.

В повечето случаи за електротехници, които работят с флуоресцентни лампи, е достатъчно да си представят проста схема на свързване, направена с голямо опростяване от няколко компонента.

От електронния блок за електронни баласти за работа има:

• входна верига, свързана към захранване 220 волта;

• две изходни вериги # 1 и # 2, свързани към съответните нишки.

Обикновено електронният блок е изработен с висока степен на надеждност, дълъг експлоатационен живот. На практика най-често енергоспестяващите лампи по време на работа разхлабват тялото на крушката по различни причини. Инертният газ и парите на живака веднага го напускат. Такава лампа вече няма да светне, а електронният й блок остава в добро състояние.

Може да се използва повторно чрез свързване към колба с подходящ капацитет. За това:

• основата на лампата е внимателно разглобена;

• електронният ЕКГ блок се отстранява от него;

• маркирайте чифт проводници, използвани в захранващата верига;

• маркирайте проводниците на изходните вериги върху нажежаемата жичка.

След това остава само да се свърже отново веригата на електронния блок към една цялостна, работеща колба. Тя ще продължи да работи.

Електромагнитно баластно устройство

Структурно електронният блок се състои от няколко части:

• филтър, който премахва и блокира електромагнитни смущения, идващи от захранващата мрежа към веригата или създадени от електронния блок по време на работа;

• токоизправител на синусоидални трептения;

• вериги за корекция на мощността;

• изглаждащ филтър;

• инвертор;

• електронен баласт (аналог на дросел).

Електрическата верига на инвертора работи на мощни полеви транзистори и е създадена според един от типичните принципи: мостова или полумостова верига за тяхното включване.

В първия случай четири ключа работят във всяко рамо на моста. Такива инвертори са проектирани да преобразуват висока мощност в осветителните системи в стотици ватове. Полумостовата верига съдържа само два ключа, има по-ниска ефективност и се използва по-често.

И двете вериги се управляват от специален електронен блок — микродар.

Как работят електронните баласти

За да се осигури надеждна луминесценция на флуоресцентната лампа, ЕКГ алгоритмите са разделени на 3 технологични етапа:

1. подготвителен, свързан с първоначалното нагряване на електродите с цел увеличаване на термионното излъчване;

2. запалване на дъгата чрез прилагане на високоволтов импулс;

3. Осигуряване на стабилен дъгов разряд.

Тази технология ви позволява бързо да включите лампата дори при отрицателни температури, осигурява мек старт и извеждане на минималното необходимо напрежение между нишките за добро светене на дъгата.

Една от простите схематични схеми за свързване на електронен баласт към флуоресцентна лампа е показана по -долу.

Диоден мост на входа коригира променливотоковото напрежение. Неговите вълни се изглаждат от кондензатор С2. След него работи пуш-пул инвертор, свързан в полумостова верига.

Той включва 2 n-p-n транзистора, които създават високочестотни трептения, които се подават с управляващи сигнали в антифаза към намотките W1 и W2 на тринамотания тороидален високочестотен трансформатор L1. Останалата му намотка W3 доставя високо резонансно напрежение на флуоресцентната тръба.

По този начин, когато захранването е включено преди запалването на лампата, в резонансната верига се създава максимален ток, който осигурява нагряване на двете нишки.

Паралелно към лампата е свързан кондензатор. На плочите му се създава голямо резонансно напрежение. Той изстрелва електрическа дъга в среда на инертен газ. При неговото действие кондензаторните плочи се късо съединяват и резонансът на напрежението се прекъсва.

Лампата обаче не спира да свети. Той продължава да работи автоматично поради оставащия дял от приложената енергия. Индуктивното съпротивление на преобразувателя регулира тока, преминаващ през лампата, като го поддържа в оптималния диапазон.

Вижте също: Превключващи вериги за газоразрядни лампи