Οι λαμπτήρες φθορισμού βασίζονται στη λάμψη μιας εκκένωσης αερίου σε ατμούς υδραργύρου. Η ακτινοβολία είναι στην περιοχή υπεριώδους και για να μετατραπεί σε ορατό φως, ο βολβός του λαμπτήρα καλύπτεται με ένα στρώμα φωσφόρου.
Περιεχόμενο
Η αρχή της λειτουργίας μιας λάμπας φθορισμού
Ένα χαρακτηριστικό της λειτουργίας των λαμπτήρων φθορισμού είναι ότι δεν μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο τροφοδοτικό. Η αντίσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων στην ψυχρή κατάσταση είναι μεγάλη και η ποσότητα του ρεύματος που ρέει μεταξύ τους είναι ανεπαρκής για να συμβεί εκκένωση. Απαιτείται παλμός υψηλής τάσης για την ανάφλεξη.
Ένας λαμπτήρας με αναφλεγόμενη εκκένωση χαρακτηρίζεται από χαμηλή αντίσταση, η οποία έχει ένα αντιδραστικό χαρακτηριστικό.Για να αντισταθμιστεί το αντιδραστικό στοιχείο και να περιοριστεί το ρεύμα ροής, ένα τσοκ (έρμα) συνδέεται σε σειρά με την πηγή φωταύγειας.
Πολλοί δεν καταλαβαίνουν γιατί χρειάζεται ένας εκκινητής σε λαμπτήρες φθορισμού. Ο επαγωγέας, που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα ισχύος μαζί με τον εκκινητή, παράγει έναν παλμό υψηλής τάσης για να ξεκινήσει μια εκφόρτιση μεταξύ των ηλεκτροδίων. Αυτό συμβαίνει επειδή όταν ανοίγουν οι επαφές εκκίνησης, σχηματίζεται ένας παλμός EMF αυτοεπαγωγής έως και 1 kV στους ακροδέκτες του επαγωγέα.
Σε τι χρησιμεύει το τσοκ;
Η χρήση τσοκ για λαμπτήρες φθορισμού (έρμα) σε κυκλώματα ισχύος είναι απαραίτητη για δύο λόγους:
- παραγωγή τάσης εκκίνησης.
- περιορίζοντας το ρεύμα μέσω των ηλεκτροδίων.
Η αρχή λειτουργίας του επαγωγέα βασίζεται στην αντίδραση του επαγωγέα, που είναι ο επαγωγέας. Η επαγωγική αντίδραση εισάγει μια μετατόπιση φάσης μεταξύ τάσης και ρεύματος ίση με 90º.
Δεδομένου ότι η περιοριστική ποσότητα ρεύματος είναι επαγωγική αντίδραση, συνεπάγεται ότι τα τσοκ που έχουν σχεδιαστεί για λαμπτήρες ίδιας ισχύος δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση περισσότερο ή λιγότερο ισχυρών συσκευών.
Οι ανοχές είναι δυνατές εντός ορισμένων ορίων. Έτσι, νωρίτερα, η εγχώρια βιομηχανία παρήγαγε λαμπτήρες φθορισμού με ισχύ 40 watt. Ένας επαγωγέας 36W για σύγχρονους λαμπτήρες φθορισμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια σε κυκλώματα ισχύος ξεπερασμένων λαμπτήρων και αντίστροφα.
Διαφορές μεταξύ τσοκ και ηλεκτρονικού έρματος
Το κύκλωμα γκαζιού για την ενεργοποίηση των πηγών φωταύγειας είναι απλό και εξαιρετικά αξιόπιστο.Η εξαίρεση είναι η τακτική αντικατάσταση των εκκινητών, καθώς περιλαμβάνουν μια ομάδα επαφών NC για τη δημιουργία παλμών εκκίνησης.
Ταυτόχρονα, το κύκλωμα έχει σημαντικά μειονεκτήματα που μας ανάγκασαν να αναζητήσουμε νέες λύσεις για την ενεργοποίηση των λαμπτήρων:
- μεγάλος χρόνος εκκίνησης, ο οποίος αυξάνεται καθώς φθείρεται η λάμπα ή μειώνεται η τάση τροφοδοσίας.
- μεγάλη παραμόρφωση της κυματομορφής της τάσης του δικτύου (cosf<0,5).
- λάμψη που τρεμοπαίζει με διπλάσια συχνότητα τροφοδοσίας λόγω της χαμηλής αδράνειας της φωτεινότητας της εκκένωσης αερίου.
- μεγάλα χαρακτηριστικά βάρους και μεγέθους.
- βουητό χαμηλής συχνότητας λόγω δόνησης των πλακών του μαγνητικού συστήματος πεταλούδας.
- χαμηλή αξιοπιστία εκκίνησης σε αρνητικές θερμοκρασίες.
Ο έλεγχος του τσοκ των λαμπτήρων φθορισμού παρεμποδίζεται από το γεγονός ότι οι συσκευές για τον προσδιορισμό των βραχυκυκλωμένων στροφών δεν είναι πολύ συνηθισμένες και με τη βοήθεια τυπικών συσκευών μπορεί κανείς να δηλώσει μόνο την παρουσία ή την απουσία διακοπής.
Για την εξάλειψη αυτών των ελλείψεων, έχουν αναπτυχθεί κυκλώματα ηλεκτρονικών στραγγαλιστικών πηνίων (ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία). Η λειτουργία των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων βασίζεται σε μια διαφορετική αρχή παραγωγής υψηλής τάσης για έναρξη και διατήρηση της καύσης.
Ο παλμός υψηλής τάσης παράγεται από τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα και μια τάση υψηλής συχνότητας (25-100 kHz) χρησιμοποιείται για την υποστήριξη της εκφόρτισης. Η λειτουργία του ηλεκτρονικού έρματος μπορεί να πραγματοποιηθεί με δύο τρόπους:
- με προκαταρκτική θέρμανση ηλεκτροδίων.
- με κρύο ξεκίνημα.
Στην πρώτη λειτουργία, εφαρμόζεται χαμηλή τάση στα ηλεκτρόδια για 0,5-1 δευτερόλεπτο για αρχική θέρμανση. Μετά την πάροδο του χρόνου, εφαρμόζεται ένας παλμός υψηλής τάσης, λόγω του οποίου αναφλέγεται η εκκένωση μεταξύ των ηλεκτροδίων. Αυτή η λειτουργία είναι τεχνικά πιο δύσκολη στην εφαρμογή, αλλά αυξάνει τη διάρκεια ζωής των λαμπτήρων.
Η λειτουργία ψυχρής εκκίνησης είναι διαφορετική στο ότι η τάση εκκίνησης εφαρμόζεται στα ψυχρά ηλεκτρόδια, προκαλώντας γρήγορη εκκίνηση. Αυτή η μέθοδος εκκίνησης δεν συνιστάται για συχνή χρήση, καθώς μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και με λαμπτήρες με ελαττωματικά ηλεκτρόδια (με καμένα νήματα).
Τα κυκλώματα με ηλεκτρονικό τσοκ έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
- πλήρης απουσία τρεμούλιασμα.
- ευρύ φάσμα θερμοκρασιών χρήσης.
- μικρή παραμόρφωση της κυματομορφής της τάσης του δικτύου.
- απουσία ακουστικού θορύβου.
- αύξηση της διάρκειας ζωής των πηγών φωτισμού.
- μικρές διαστάσεις και βάρος, δυνατότητα μικροσκοπικής εκτέλεσης.
- τη δυνατότητα μείωσης της φωτεινότητας - αλλαγής της φωτεινότητας ελέγχοντας τον κύκλο λειτουργίας των παλμών ισχύος του ηλεκτροδίου.
Κλασική σύνδεση μέσω ηλεκτρομαγνητικού ballast - τσοκ
Το πιο κοινό σχέδιο για τη σύνδεση ενός λαμπτήρα φθορισμού περιλαμβάνει ένα τσοκ και έναν εκκινητή, τα οποία ονομάζονται ηλεκτρομαγνητικά στραγγαλιστικά πηνία (EMPRA). Το κύκλωμα είναι κύκλωμα σειράς: επαγωγέας - νήμα - εκκινητής.
Την αρχική στιγμή της ενεργοποίησης, ένα ρεύμα ρέει μέσω των στοιχείων του κυκλώματος, θερμαίνοντας τα νήματα της λάμπας και ταυτόχρονα την ομάδα επαφής του εκκινητή. Αφού θερμανθούν οι επαφές, ανοίγουν, προκαλώντας την εμφάνιση αυτοεπαγωγικού EMF στα άκρα της περιέλιξης του ηλεκτρομαγνητικού έρματος. Η υψηλή τάση προκαλεί διάσπαση του διακένου αερίου μεταξύ των ηλεκτροδίων.
Ένας μικρός πυκνωτής που συνδέεται παράλληλα με τις επαφές της μίζας σχηματίζει ένα κύκλωμα ταλάντωσης με το γκάζι.Αυτή η λύση αυξάνει την τάση του παλμού εκκίνησης και μειώνει την καύση των επαφών εκκίνησης.
Όταν εμφανίζεται μια σταθερή εκκένωση, η αντίσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων στα αντίθετα άκρα του λαμπτήρα πέφτει και το ρεύμα ρέει μέσω του κυκλώματος επαγωγέα-ηλεκτροδίου. Το ρεύμα αυτή τη στιγμή περιορίζεται από την επαγωγική αντίδραση του επαγωγέα. Το ηλεκτρόδιο στη μίζα κλείνει, ο εκκινητής αυτή τη στιγμή δεν συμμετέχει πλέον στην εργασία.
Εάν η εκκένωση στη φιάλη δεν συμβεί, η διαδικασία θέρμανσης και ανάφλεξης επαναλαμβάνεται πολλές φορές. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η λυχνία μπορεί να τρεμοπαίζει. Εάν η λάμπα φθορισμού αναβοσβήνει, αλλά δεν ανάβει, τότε αυτό μπορεί να υποδεικνύει την αστοχία της ως αποτέλεσμα της μείωσης της εκπομπής των ηλεκτροδίων ή της μειωμένης τάσης τροφοδοσίας.
Η σύνδεση των λαμπτήρων φθορισμού με ένα τσοκ μπορεί να συμπληρωθεί με έναν πυκνωτή, ο οποίος μειώνει την παραμόρφωση του δικτύου. Επίσης, ένας πυκνωτής είναι εγκατεστημένος σε διπλούς λαμπτήρες για την αμοιβαία μετατόπιση των προβολέων μεταξύ παρακείμενων λαμπτήρων για να μειώσει οπτικά το φαινόμενο τρεμοπαίζει.
Σύνδεση μέσω σύγχρονου ηλεκτρονικού ballast
Σε φωτιστικά που χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία για λειτουργία, το κύκλωμα για την ενεργοποίηση των λαμπτήρων φθορισμού εμφανίζεται στο περίβλημα του ηλεκτρονικού ballast. Για σωστή συμπερίληψη, πρέπει να ακολουθήσετε ακριβώς τις οδηγίες. Αυτό δεν απαιτεί καμία προσαρμογή. Ένα σωστά συναρμολογημένο κύκλωμα με επισκευάσιμα στοιχεία αρχίζει να λειτουργεί αμέσως.
Σχέδιο για σειριακή σύνδεση δύο λαμπτήρων
Οι λαμπτήρες φθορισμού επιτρέπουν τη σύνδεση δύο συσκευών φωτισμού σε σειρά σε ένα κύκλωμα υπό τις ακόλουθες συνθήκες:
- χρήση δύο πανομοιότυπων πηγών φωτός.
- ένα ηλεκτρομαγνητικό έρμα που προορίζεται για ένα τέτοιο σχήμα.
- τσοκ, σχεδιασμένο για διπλάσια ισχύ.
Το πλεονέκτημα του κυκλώματος σειράς είναι ότι χρησιμοποιείται μόνο ένα βαρύ τσοκ, αλλά εάν ένας από τους λαμπτήρες ή η μίζα αποτύχει, η λάμπα δεν λειτουργεί εντελώς.
Τα σύγχρονα ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία επιτρέπουν την ενεργοποίηση μόνο σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα, αλλά πολλά σχέδια έχουν σχεδιαστεί για να ανάβουν δύο λαμπτήρες. Ταυτόχρονα, στο κύκλωμα οργανώνονται δύο ανεξάρτητα κανάλια παραγωγής τάσης, επομένως, ένα διπλό ηλεκτρονικό έρμα εξασφαλίζει τη λειτουργία μιας λάμπας σε περίπτωση δυσλειτουργίας ή απουσίας γειτονικού.
Σύνδεση χωρίς εκκίνηση
Έχουν αναπτυχθεί πολλές επιλογές για την ενεργοποίηση λαμπτήρων φθορισμού χωρίς τσοκ και μίζα. Όλοι χρησιμοποιούν την αρχή της δημιουργίας τάσης υψηλής ενεργοποίησης χρησιμοποιώντας έναν πολλαπλασιαστή τάσης.
Πολλά από τα κυκλώματα επιτρέπουν τη λειτουργία με καμένα νήματα, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση ελαττωματικών λαμπτήρων. Ορισμένες λύσεις χρησιμοποιούν συνεχές ρεύμα. Αυτό οδηγεί σε πλήρη απουσία τρεμοπαίσματος, αλλά τα ηλεκτρόδια φθείρονται άνισα. Αυτό φαίνεται από την παρουσία σκούρων κηλίδων του φωσφόρου στη μία πλευρά της φιάλης.
Μερικοί ηλεκτρολόγοι εγκαθιστούν ένα ξεχωριστό κουμπί εκκίνησης αντί για μίζα, αλλά αυτό περιλαμβάνει τον έλεγχο της λάμπας αναμμένη με διακόπτη και κουμπί, κάτι που είναι άβολο και γεμάτο με ζημιά στη λάμπα εάν το κουμπί πατηθεί πολύ καιρό λόγω υπερθέρμανσης των ηλεκτροδίων.
Σχέδια για την ενεργοποίηση λαμπτήρων φθορισμού χωρίς τη χρήση εκκινητή, με εξαίρεση τα ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία, δεν παράγονται από τη βιομηχανία.Αυτό οφείλεται στη χαμηλή αξιοπιστία τους, σε αρνητικό αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής των λαμπτήρων, σε μεγάλες διαστάσεις λόγω της παρουσίας μεγάλων πυκνωτών.
Παρόμοια άρθρα:
