Флуоресцентните лампи се основават на светенето на газов разряд в живачни пари. Излъчването е в ултравиолетовия диапазон и за да се превърне във видима светлина, крушката на лампата е покрита със слой фосфор.
Съдържание
Принципът на работа на луминесцентна лампа
Характеристика на работата на флуоресцентните лампи е, че те не могат да бъдат директно свързани към захранването. Съпротивлението между електродите в студено състояние е голямо и количеството ток, протичащ между тях, е недостатъчен за възникване на разряд. За запалването е необходим импулс с високо напрежение.
Лампа със запален разряд се характеризира с ниско съпротивление, което има реактивна характеристика.За компенсиране на реактивния компонент и ограничаване на протичащия ток, дросел (баласт) е свързан последователно с луминесцентния източник на светлина.
Мнозина не разбират защо е необходим стартер във флуоресцентни лампи. Индукторът, включен в захранващата верига заедно със стартера, генерира импулс с високо напрежение, за да започне разряд между електродите. Това се случва, защото при отваряне на контактите на стартера се образува импулс на ЕМП на самоиндукция до 1 kV на изводите на индуктора.
За какво е дроселът?
Използването на дросел за флуоресцентни лампи (баласт) в силови вериги е необходимо по две причини:
- генериране на пусково напрежение;
- ограничаване на тока през електродите.
Принципът на действие на дросела се основава на реактивното съпротивление на индуктора, което е индукторът. Индуктивното реактивно съпротивление въвежда фазово изместване между напрежението и тока, равно на 90º.
Тъй като ограничаващата тока величина е индуктивно реактивно съпротивление, следва, че дроселите, предназначени за лампи със същата мощност, не могат да се използват за свързване на повече или по-малко мощни устройства.
Допуски са възможни в определени граници. Така че по-рано местната индустрия произвежда флуоресцентни лампи с мощност 40 вата. Индуктор от 36 W за съвременни флуоресцентни лампи може безопасно да се използва в захранващи вериги на остарели лампи и обратно.
Разлики между дросел и електронен баласт
Схемата на дросела за включване на луминесцентни източници на светлина е проста и много надеждна.Изключението е редовната подмяна на стартерите, тъй като те включват група NC контакти за генериране на стартови импулси.
В същото време схемата има значителни недостатъци, които ни принудиха да търсим нови решения за включване на лампи:
- дълго време за стартиране, което се увеличава при износване на лампата или намаляване на захранващото напрежение;
- голямо изкривяване на формата на вълната на мрежовото напрежение (cosf<0,5);
- трептене с удвоена честота на захранването поради ниската инерция на светимостта на газовия разряд;
- големи характеристики на тегло и размери;
- нискочестотно бръмчене поради вибрации на пластините на магнитната дроселна система;
- ниска надеждност на стартиране при отрицателни температури.
Проверката на дросела на луминесцентните лампи е затруднена от факта, че устройствата за определяне на завои на късо съединение не са много често срещани и с помощта на стандартни устройства може само да се констатира наличието или отсъствието на прекъсване.
За отстраняване на тези недостатъци са разработени схеми на електронни баласти (електронни баласти). Работата на електронните схеми се основава на различен принцип на генериране на високо напрежение за стартиране и поддържане на горенето.
Импулсът с високо напрежение се генерира от електронните компоненти и високочестотно напрежение (25-100 kHz) се използва за поддържане на разряда. Работата на електронния баласт може да се извърши в два режима:
- с предварително нагряване на електродите;
- със студен старт.
В първия режим се прилага ниско напрежение към електродите за 0,5-1 секунда за първоначално нагряване. След изтичане на времето се прилага импулс с високо напрежение, поради което разрядът между електродите се запалва. Този режим е технически по-труден за изпълнение, но увеличава експлоатационния живот на лампите.
Режимът на студен старт е различен по това, че стартовото напрежение се прилага към студените електроди, което води до бърз старт. Този метод на пускане не се препоръчва за честа употреба, тъй като значително намалява живота, но може да се използва дори с лампи с дефектни електроди (с изгорели нишки).
Вериги с електронен дросел имат следните предимства:
- пълна липса на трептене;
- широк температурен диапазон на употреба;
- малко изкривяване на формата на вълната на мрежовото напрежение;
- липса на акустичен шум;
- увеличаване на експлоатационния живот на източниците на осветление;
- малки размери и тегло, възможност за миниатюрно изпълнение;
- възможността за затъмняване - промяна на яркостта чрез контролиране на работния цикъл на импулсите на мощността на електрода.
Класическа връзка чрез електромагнитен баласт - дросел
Най-често срещаната схема за свързване на флуоресцентна лампа включва дросел и стартер, които се наричат електромагнитни баласти (EMPRA). Веригата е последователна верига: индуктор - нажежаема жичка - стартер.
В началния момент на включване през елементите на веригата протича ток, нагрявайки нишките на лампата и в същото време контактната група на стартера. След нагряване на контактите те се отварят, провокирайки появата на самоиндукционна ЕМП в краищата на намотката на електромагнитния баласт. Високото напрежение причинява пробив на газовата междина между електродите.
Малък кондензатор, свързан успоредно с контактите на стартера, образува осцилаторна верига с дросела.Това решение повишава напрежението на стартовия импулс и намалява изгарянето на контактите на стартера.
Когато се появи стабилен разряд, съпротивлението между електродите в противоположните краища на крушката пада и токът протича през веригата индуктор-електрод. Токът в този момент е ограничен от индуктивното реактивно съпротивление на индуктора. Електродът в стартера се затваря, стартерът в този момент вече не участва в работата.
Ако изхвърлянето в колбата не се случи, процесът на нагряване и запалване се повтаря няколко пъти. През това време лампата може да мига. Ако флуоресцентната лампа мига, но не свети, това може да означава нейната повреда в резултат на намаляване на излъчващата способност на електродите или намалено захранващо напрежение.
Свързването на флуоресцентни лампи с дросел може да бъде допълнено с кондензатор, което намалява изкривяването на мрежата. Също така, кондензатор е инсталиран в двойни лампи за взаимното преместване на фаровете между съседни лампи, за да намали визуално ефекта на трептене.
Свързване чрез модерен електронен баласт
При осветителни тела, които използват електронни баласти за работа, веригата за включване на луминесцентни лампи е показана на корпуса на електронния баласт. За правилното включване трябва точно да следвате инструкциите. Това не изисква никаква корекция. Правилно сглобената верига с изправни елементи започва да работи незабавно.
Схема за серийно свързване на две лампи
Флуоресцентните лампи позволяват две осветителни устройства да бъдат свързани последователно в една верига при следните условия:
- използване на два еднакви източника на светлина;
- електромагнитен баласт, предназначен за такава схема;
- дросел, предназначен за двойно по-голяма мощност.
Предимството на серийната верига е, че се използва само един тежък дросел, но ако една от крушките или стартерът откаже, лампата е напълно неработеща.
Съвременните електронни баласти позволяват включване само според горната диаграма, но много дизайни са проектирани да включват две лампи. В същото време във веригата са организирани два независими канала за генериране на напрежение, следователно двоен електронен баласт осигурява работоспособността на една лампа в случай на неизправност или липса на съседна.
Връзка без стартер
Разработени са няколко варианта за включване на луминесцентни лампи без дросел и стартер. Всички използват принципа на създаване на високо напрежение на задействане с помощта на умножител на напрежение.
Много от веригите позволяват работа с изгорели нишки, което позволява използването на дефектни лампи. Някои решения използват постоянен ток. Това води до пълна липса на трептене, но електродите се износват неравномерно. Това може да се види от наличието на тъмни петна от фосфора от едната страна на колбата.
Някои електротехници инсталират отделен бутон за стартиране вместо стартер, но това включва управление на лампата с превключвател и бутон, което е неудобно и изпълнено с повреда на лампата, ако бутонът е натиснат твърде дълго поради прегряване на електродите.
Схеми за включване на луминесцентни лампи без използване на стартер, с изключение на електронни баласти, не се произвеждат от индустрията.Това се дължи на тяхната ниска надеждност, отрицателно въздействие върху живота на лампите, големи размери поради наличието на големи кондензатори.
Подобни статии:
