Com es disposen i funcionen els mecanismes de control de les làmpades fluorescents
La classe de fonts de llum de descàrrega de gas, que inclou llums fluorescents, requereix l'ús d'equips especials que realitzin el pas d'una descàrrega d'arc dins d'una carcassa de vidre segellada.
El dispositiu i el principi de funcionament d'una làmpada fluorescent
La seva forma està feta en forma de tub. Pot ser recte, corbat o retorçat.
La superfície del bulb de vidre està coberta amb una capa de fòsfor des de l'interior, i els seus extrems es troben filaments de tungstè. El volum interior està segellat, ple de gas inert a baixa pressió amb vapor de mercuri.
La resplendor d'una làmpada fluorescent es produeix a causa de la creació i manteniment d'una descàrrega d'arc elèctric en un gas inert entre els filaments, que funcionen segons el principi de la radiació termoiònica. Per al seu flux, un corrent elèctric passa pel cable de tungstè per escalfar el metall.
Al mateix temps, s'aplica una gran diferència de potencial entre els filaments, proporcionant energia per al flux d'un arc elèctric entre ells.El vapor de mercuri millora la trajectòria del flux en un entorn de gas inert. La capa de fòsfor transforma les característiques òptiques del feix de llum sortint.
S'ocupa de garantir el pas dels processos elèctrics dins dels equips de control de la làmpada fluorescent... Abreujat PRA.
Tipus de llasts
Depenent de la base de l'element utilitzat, els dispositius de llast es poden fabricar de dues maneres:
1. disseny electromagnètic;
2. bloc electrònic.
Els primers models de làmpades fluorescents van funcionar exclusivament pel primer mètode. Per a això hem utilitzat:
-
entrant;
-
accelerador.
Els blocs electrònics van aparèixer no fa gaire. Van començar a produir-se després del desenvolupament massiu i ràpid d'empreses que produeixen un assortiment modern de bases electròniques basades en tecnologies de microprocessador.
Ballasts electromagnètics
El principi de funcionament d'una làmpada fluorescent amb llast electromagnètic (EMPRA)
El circuit d'arrencada de l'arrencada amb la connexió d'una bobina electromagnètica es considera tradicional, clàssic. A causa de la seva relativa simplicitat i baix cost, segueix sent popular i es continua utilitzant àmpliament en esquemes d'il·luminació.
Després de subministrar la xarxa elèctrica a la làmpada, la tensió es subministra a través de la bobina d'obstrucció i els filaments de tungstè per elèctrodes d'arrencada… Està dissenyat en forma de làmpada de descàrrega de gas amb una mida petita.
La tensió de xarxa aplicada als seus elèctrodes provoca una descàrrega brillant entre ells, formant una resplendor de gas inert i escalfant el seu entorn. Tancat per contacte bimetàl·lic percebre-ho, doblegar. canvia de forma i tanca l'espai entre els elèctrodes.
En el circuit del circuit elèctric es forma un circuit tancat i un corrent comença a circular per ell, escalfant els filaments de la làmpada fluorescent. Al seu voltant es forma una emissió termoiònica. Al mateix temps, s'escalfa el vapor de mercuri dins del matràs.
El corrent elèctric resultant redueix a la meitat la tensió aplicada des de la xarxa als elèctrodes de l'arrencada. Els llamps entre ells disminueixen i la temperatura baixa. La placa bimetàl·lica redueix la seva flexió desconnectant el circuit entre els elèctrodes, el corrent a través d'ells s'interromp i es crea una EMF d'autoinducció a l'interior de l'obturador. Immediatament crea una descàrrega a curt termini en el circuit connectat a ella: entre els filaments d'una làmpada fluorescent.
El seu valor arriba a diversos quilovolts. N'hi ha prou amb crear la descomposició d'un medi de gas inert amb vapor de mercuri escalfat i filaments escalfats fins a un estat de radiació termoiònica. Entre els extrems del llum es produeix un arc elèctric, que és la font de llum.
Al mateix temps, la tensió als contactes de l'arrencada no és suficient per destruir la seva capa inert i tornar a tancar els elèctrodes de la placa bimetàl·lica. Queden obertes. El titular no participa en l'esquema de treball posterior.
Després d'encendre la resplendor, s'ha de limitar el corrent al circuit. En cas contrari, els elements del circuit poden cremar-se. Aquesta funció també està assignada a accelerador… La seva resistència inductiva limita l'augment del corrent i evita danys a la làmpada.
Esquemes de connexió de balasts electromagnètics
Basant-se en el principi de funcionament anterior de les làmpades fluorescents, es creen diversos esquemes de connexió per a ells mitjançant un dispositiu de control.
El més senzill és encendre l'asfixiador i l'arrencada d'un llum.
En aquest mètode, apareix una resistència inductiva addicional al circuit d'alimentació. Per reduir les pèrdues de potència reactiva de la seva acció, s'utilitza la compensació a causa de la inclusió d'un condensador a l'entrada del circuit, desplaçant l'angle del vector actual en sentit contrari.
Si la potència de l'obturador permet utilitzar-lo per fer funcionar diverses làmpades fluorescents, aquestes últimes es recullen en circuits en sèrie i s'utilitzen arrancadors separats per engegar cadascuna.
Quan cal compensar l'efecte de la resistència inductiva, s'utilitza la mateixa tècnica que abans: es connecta un condensador de compensació.
En lloc d'un estrany, es pot utilitzar un autotransformador al circuit, que té la mateixa resistència inductiva i us permet ajustar el valor de la tensió de sortida. La compensació de les pèrdues de potència activa del component reactiu es fa connectant un condensador.
Autotransformador es pot utilitzar per il·luminació amb diverses làmpades connectades en sèrie.
Al mateix temps, és important crear una reserva de la seva potència per garantir un funcionament fiable.
Inconvenients de l'ús de balasts electromagnètics
Les dimensions de l'accelerador requereixen la creació d'una carcassa separada per al dispositiu de control, que ocupa un espai determinat. Al mateix temps, emet, encara que petit, soroll extern.
El disseny inicial no és fiable. Periòdicament, els llums s'apaguen a causa d'un mal funcionament. Si el motor d'arrencada falla, es produeix un inici fals quan es poden observar visualment diversos flaixos abans que comenci una cremada constant. Aquest fenomen afecta la vida dels fils.
Els balast electromagnètics generen pèrdues d'energia relativament elevades i redueixen l'eficiència.
Multiplicadors de tensió en circuits per conduir làmpades fluorescents
Aquest esquema es troba sovint en dissenys aficionats i no s'utilitza en dissenys industrials, tot i que no requereix una base complexa d'elements, és fàcil de fabricar i és eficient.
El principi del seu funcionament consisteix a augmentar gradualment la tensió d'alimentació de la xarxa fins a valors significativament més grans, provocant la destrucció de l'aïllament d'un medi de gas inert amb vapor de mercuri sense escalfar-lo i assegurant la radiació termoiònica dels fils.
Aquesta connexió permet l'ús de bombetes fins i tot amb filaments cremats. Per fer-ho, en el seu circuit, les bombetes es desvien simplement amb ponts externs a banda i banda.
Aquests circuits tenen un major risc de descàrrega elèctrica per a una persona. La seva font és la tensió de sortida del multiplicador, que es pot augmentar a kilovolts i més.
No recomanem l'ús d'aquest gràfic i el publiquem per aclarir el perill dels riscos que comporta. Cridem la vostra atenció sobre aquest tema a propòsit: no feu servir aquest mètode vosaltres mateixos i aviseu els vostres companys sobre aquest gran inconvenient.
Balasts electrònics
Característiques del funcionament d'una làmpada fluorescent amb llast electrònic (ECG)
Totes les lleis físiques que sorgeixen dins d'un matràs de vidre amb gas inert i vapor de mercuri per formar un arc de descàrrega i resplendor es mantenen sense canvis en el disseny de làmpades controlades per balast electrònics.
Per tant, els algorismes per al funcionament dels balast electrònics segueixen sent els mateixos que els dels seus homòlegs electromagnètics. És que la base de l'element antic s'ha substituït per una de moderna.
Això garanteix no només l'alta fiabilitat del dispositiu de control, sinó també les seves petites dimensions, que permeten instal·lar-lo en qualsevol lloc adequat, fins i tot dins de la base d'una bombeta convencional E27 desenvolupada per Edison per a làmpades incandescents.
D'acord amb aquest principi, funcionen petites làmpades d'estalvi d'energia amb un tub fluorescent de forma retorçada complexa, que no superen la mida de les làmpades incandescents, i estan dissenyades per connectar-se a la xarxa 220 mitjançant endolls antics.
En la majoria dels casos, per als electricistes que treballen amb làmpades fluorescents, n'hi ha prou d'imaginar un esquema de connexió senzill fet amb una gran simplificació a partir d'uns quants components.
Des del bloc electrònic per a balasts electrònics per funcionar hi ha:
-
circuit d'entrada connectat a una font d'alimentació de 220 volts;
-
dos circuits de sortida #1 i #2 connectats als fils respectius.
En general, la unitat electrònica es fa amb un alt grau de fiabilitat, una llarga vida útil. A la pràctica, les làmpades d'estalvi d'energia solen deixar anar el cos de la bombeta durant el funcionament per diverses raons. El gas inert i el vapor de mercuri en surten immediatament. Aquest llum ja no s'encén i la seva unitat electrònica es manté en bon estat.
Es pot reutilitzar connectant-lo a un matràs de capacitat adequada. Per això:
-
la base del llum es desmunta acuradament;
-
se n'elimina la unitat electrònica d'ECG;
-
marqueu un parell de cables utilitzats en el circuit d'alimentació;
-
marqueu els cables dels circuits de sortida al filament.
Després d'això, només queda tornar a connectar el circuit de la unitat electrònica a un matràs complet i que funcioni. Ella continuarà treballant.
Dispositiu de balast electromagnètic
Estructuralment, el bloc electrònic consta de diverses parts:
-
un filtre que elimina i bloqueja les interferències electromagnètiques procedents de la font d'alimentació al circuit o creades per la unitat electrònica durant el funcionament;
-
rectificador d'oscil·lacions sinusoïdals;
-
circuits de correcció de potència;
-
filtre suavitzant;
-
inversor;
-
llast electrònic (un anàleg d'un estrany).
El circuit elèctric de l'inversor funciona amb potents transistors d'efecte de camp i es crea segons un dels principis típics: un circuit de pont o mig pont per a la seva inclusió.
En el primer cas, quatre claus operen a cada braç del pont. Aquests inversors estan dissenyats per convertir l'alta potència dels sistemes d'il·luminació en centenars de watts. Un circuit de mig pont conté només dos interruptors, té una eficiència més baixa i s'utilitza més sovint.
Tots dos circuits estan controlats per una unitat electrònica especial: microdar.
Com funcionen els balasts electrònics
Per garantir una luminescència fiable de la làmpada fluorescent, els algorismes d'ECG es divideixen en 3 etapes tecnològiques:
1. preparatori, relacionat amb l'escalfament inicial dels elèctrodes per tal d'augmentar la radiació termoiònica;
2. encendre l'arc aplicant un pols d'alta tensió;
3. Garantir una descàrrega d'arc estable.
Aquesta tecnologia us permet encendre ràpidament el llum fins i tot a temperatures negatives, proporciona un arrencada suau i una sortida de la tensió mínima necessària entre els filaments per a una bona il·luminació de l'arc.
A continuació es mostra un dels diagrames esquemàtics senzills per connectar un balast electrònic a una làmpada fluorescent.
Un pont de díodes a l'entrada rectifica la tensió CA. Les seves ones són suavitzades pel condensador C2.Un inversor push-pull connectat en un circuit de mig pont funciona després d'ell.
Inclou 2 transistors n-p-n que creen oscil·lacions d'alta freqüència que s'alimenten amb senyals de control en antifase als bobinatges W1 i W2 del transformador d'alta freqüència toroidal de tres bobinatges L1. La seva bobina W3 restant subministra un alt voltatge de ressonància al tub fluorescent.
Així, quan s'encén abans d'encendre la làmpada, es crea un corrent màxim al circuit ressonant, que garanteix l'escalfament d'ambdós filaments.
Un condensador està connectat en paral·lel amb la làmpada. A les seves plaques es crea una gran tensió de ressonància. Dispara un arc elèctric en un ambient de gas inert. Sota la seva acció, les plaques del condensador es fan curtcircuit i la ressonància de voltatge s'interromp.
Tanmateix, el llum no para de cremar. Continua funcionant automàticament a causa de la part restant de l'energia aplicada. La resistència inductiva del convertidor regula el corrent que passa per la làmpada, mantenint-la en el rang òptim.
Vegeu també: Circuits de commutació per a làmpades de descàrrega de gas