Jak jsou uspořádány a fungují ovládací mechanismy zářivek

Třída světelných zdrojů s plynovou výbojkou, která zahrnuje zářivky, vyžaduje použití speciálního zařízení, které provádí průchod obloukového výboje uvnitř utěsněného skleněného pouzdra.

Zařízení a princip činnosti zářivky

Jeho tvar je vyroben ve formě trubky. Může být rovný, zakřivený nebo zkroucený.

Povrch skleněné baňky je zevnitř pokryt vrstvou fosforu a na jejích koncích jsou umístěna wolframová vlákna. Vnitřní prostor je utěsněný, naplněný nízkotlakým inertním plynem s párami rtuti.

K záři zářivky dochází v důsledku vzniku a udržování elektrického obloukového výboje v inertním plynu mezi vlákny, které pracují na principu termionického záření. Pro jeho tok prochází wolframovým drátem elektrický proud, aby se kov zahřál.

Současně je mezi vlákny aplikován vysoký potenciálový rozdíl, který poskytuje energii pro tok elektrického oblouku mezi nimi.Výpary rtuti zlepšují cestu toku v prostředí inertního plynu. Fosforová vrstva transformuje optické charakteristiky vycházejícího světelného paprsku.

Zabývá se zajištěním průchodu elektrických procesů uvnitř ovládacího zařízení zářivek... Zkráceně PRA.

Typy předřadníků

V závislosti na použité základně prvků lze předřadníky vyrobit dvěma způsoby:

1. elektromagnetické provedení;

2. elektronický blok.

První modely zářivek fungovaly výhradně první metodou. K tomu jsme použili:

• startér;

• plynu.

Elektronické bloky se objevily nedávno. Začaly se vyrábět po masivním rychlém rozvoji podniků vyrábějících moderní sortiment elektronických základen založených na mikroprocesorových technologiích.

Elektromagnetické předřadníky

Princip činnosti zářivky s elektromagnetickým předřadníkem (EMPRA)

Startovací obvod startéru s připojením elektromagnetické tlumivky je považován za tradiční, klasický. Díky své relativní jednoduchosti a nízké ceně zůstává populární a nadále se široce používá v osvětlovacích schématech.

Po přivedení sítě do lampy je napětí přiváděno přes tlumivku a wolframová vlákna do startovací elektrody… Je navržena ve formě plynové výbojky o malé velikosti.

Síťové napětí aplikované na jeho elektrody způsobuje doutnavý výboj mezi nimi, vytváří záři inertního plynu a zahřívá jeho okolí. Blízko bimetalový kontakt vnímat to, ohýbat se. mění tvar a uzavírá mezeru mezi elektrodami.

V obvodu elektrického obvodu se vytvoří uzavřený obvod a začne jím protékat proud, který zahřívá vlákna zářivky. Kolem nich vzniká termionická emise. Současně se ohřívají páry rtuti uvnitř baňky.

Výsledný elektrický proud snižuje napětí přivedené ze sítě na elektrody spouštěče asi na polovinu. Blesky mezi nimi ubývají a teplota klesá. Bimetalová deska omezuje svůj ohyb rozpojením obvodu mezi elektrodami.Proud jimi je přerušen a uvnitř tlumivky vzniká EMF samoindukce. Okamžitě vytvoří krátkodobý výboj v okruhu k němu připojeném: mezi vlákny zářivky.

Jeho hodnota dosahuje několika kilovoltů. Stačí vytvořit rozpad média inertního plynu se zahřátými rtuťovými parami a zahřátými vlákny do stavu termionického záření. Mezi konci lampy vzniká elektrický oblouk, který je zdrojem světla.

Napětí na kontaktech startéru přitom nestačí na zničení jeho inertní vrstvy a opětovné uzavření elektrod bimetalové desky. Zůstávají otevřené. Startér se neúčastní dalšího schématu práce.

Po spuštění žhavení je třeba omezit proud v obvodu. V opačném případě mohou prvky obvodu shořet. Tato funkce je také přiřazena plynu… Její indukční odpor omezuje nárůst proudu a zabraňuje poškození lampy.

Schémata zapojení elektromagnetických předřadníků

Na základě výše uvedeného principu fungování zářivek se pro ně vytvářejí různá schémata připojení prostřednictvím ovládacího zařízení.

Nejjednodušší je zapnout sytič a startér pro jednu lampu.

Při této metodě se v napájecím obvodu objeví další indukční odpor. Pro snížení ztrát jalového výkonu z jeho působení se používá kompenzace v důsledku zahrnutí kondenzátoru na vstupu obvodu, posouvajícího úhel vektoru proudu v opačném směru.

Pokud výkon tlumivky umožňuje její použití k ovládání několika zářivek, jsou tyto shromažďovány v sériových obvodech a ke spuštění každého z nich se používají samostatné spouštěče.

Když je nutné kompenzovat vliv indukčního odporu, použije se stejná technika jako dříve: připojí se kompenzační kondenzátor.

Místo tlumivky lze v obvodu použít autotransformátor, který má stejný indukční odpor a umožňuje upravit hodnotu výstupního napětí. Kompenzace ztrát činného výkonu jalové složky se provádí připojením kondenzátoru.

Autotransformátor lze použít pro osvětlení s několika lampami zapojenými do série.

Zároveň je důležité vytvořit rezervu jeho výkonu pro zajištění spolehlivého provozu.

Nevýhody použití elektromagnetických předřadníků

Rozměry škrticí klapky vyžadují vytvoření samostatného pouzdra pro ovládací zařízení, které zabírá určitý prostor. Zároveň vydává, byť malý, vnější hluk.

Konstrukce startéru není spolehlivá. Kontrolky pravidelně zhasínají kvůli poruchám. Pokud startér selže, dojde k chybnému startu, když lze vizuálně pozorovat několik záblesků, než začne plynulé hoření. Tento jev ovlivňuje životnost závitů.

Elektromagnetické předřadníky vytvářejí relativně vysoké energetické ztráty a snižují účinnost.

Násobiče napětí v obvodech pro napájení zářivek

Toto schéma se často vyskytuje v amatérských návrzích a nepoužívá se v průmyslových návrzích, i když nevyžaduje složitou základnu prvků, je snadno vyrobitelné a účinné.

Princip jeho činnosti spočívá v postupném zvyšování napájecího napětí sítě na podstatně větší hodnoty, způsobující destrukci izolace inertního plynného média rtuťovými parami bez jeho zahřívání a zajišťování termionického vyzařování závitů.

Takové spojení umožňuje použití rovnoměrných žárovek se spálenými vlákny. Za tímto účelem jsou žárovky v jejich obvodu jednoduše propojeny externími propojkami na obou stranách.

Takové obvody mají zvýšené riziko úrazu elektrickým proudem pro osobu. Jeho zdrojem je výstupní napětí z násobiče, které lze přivést až na kilovolty a více.

Tuto tabulku nedoporučujeme používat a zveřejňujeme ji, abychom objasnili nebezpečí rizik, která představuje. Záměrně vás na tuto záležitost upozorňujeme: sami tuto metodu nepoužívejte a upozorněte své kolegy na tuto zásadní nevýhodu.

Elektronické předřadníky

Vlastnosti provozu zářivky s elektronickým předřadníkem (EKG)

Všechny fyzikální zákony, které vznikají uvnitř skleněné baňky s inertním plynem a rtuťovými parami za vzniku obloukového výboje a záře, zůstávají v konstrukci lamp řízených elektronickými předřadníky nezměněny.

Proto algoritmy pro provoz elektronických předřadníků zůstávají stejné jako u jejich elektromagnetických protějšků. Jde jen o to, že stará elementová základna byla nahrazena moderní.

To zajišťuje nejen vysokou spolehlivost ovládacího zařízení, ale také jeho malé rozměry, které umožňují jeho instalaci na libovolné vhodné místo, dokonce i uvnitř patice běžné žárovky E27 vyvinuté Edisonem pro žárovky.

Podle tohoto principu fungují malé úsporné žárovky se zářivkou složitého krouceného tvaru, které velikostí nepřesahují žárovky a jsou určeny k připojení k síti 220 přes staré zásuvky.

Ve většině případů si pro elektrikáře, kteří pracují se zářivkami, stačí představit jednoduché schéma zapojení vyrobené s velkým zjednodušením z pár součástek.

Od elektronického bloku pro práci elektronických předřadníků existují:

• vstupní obvod připojený k napájecímu zdroji 220 V;

• dva výstupní obvody #1 a #2 připojené k příslušným závitům.

Obvykle je elektronická jednotka vyrobena s vysokým stupněm spolehlivosti, dlouhou životností. V praxi energeticky úsporné žárovky nejčastěji z různých důvodů při provozu uvolňují těleso žárovky. Inertní plyn a páry rtuti jej okamžitě opustí. Taková lampa se již nerozsvítí a její elektronická jednotka zůstává v dobrém stavu.

Může být znovu použit připojením k baňce s vhodnou kapacitou. Pro tohle:

• základna lampy je pečlivě demontována;

• je z něj odstraněna elektronická jednotka EKG;

• označte pár vodičů použitých v napájecím obvodu;

• označte vodiče výstupních obvodů na vlákně.

Poté zbývá pouze znovu připojit obvod elektronické jednotky ke kompletní pracovní baňce. Bude pokračovat v práci.

Zařízení s elektromagnetickým předřadníkem

Strukturálně se elektronický blok skládá z několika částí:

• filtr, který odstraňuje a blokuje elektromagnetické rušení přicházející z napájecího zdroje do obvodu nebo vytvářené elektronickou jednotkou během provozu;

• usměrňovač sinusových kmitů;

• obvody pro korekci výkonu;

• vyhlazovací filtr;

• střídač;

• elektronický předřadník (analog tlumivky).

Elektrický obvod měniče pracuje na výkonných tranzistorech s efektem pole a je vytvořen podle jednoho z typických principů: můstkový nebo polomůstkový obvod pro jejich zapojení.

V prvním případě fungují čtyři klávesy v každém rameni můstku. Takové měniče jsou navrženy tak, aby převáděly vysoký výkon v osvětlovacích systémech na stovky wattů. Obvod polovičního můstku obsahuje pouze dva spínače, má nižší účinnost a používá se častěji.

Oba okruhy jsou řízeny speciální elektronickou jednotkou — microdar.

Jak fungují elektronické předřadníky

Pro zajištění spolehlivé luminiscence zářivky jsou algoritmy EKG rozděleny do 3 technologických fází:

1. přípravné, související s počátečním ohřevem elektrod za účelem zvýšení termionického záření;

2. zapálení oblouku aplikací vysokonapěťového impulsu;

3. Zajištění stabilního výboje oblouku.

Tato technologie umožňuje rychle zapnout lampu i při záporných teplotách, poskytuje měkký start a výstup minimálního potřebného napětí mezi vlákny pro dobré osvětlení oblouku.

Jedno z jednoduchých schematických schémat pro připojení elektronického předřadníku k zářivce je uvedeno níže.

Diodový můstek na vstupu usměrňuje střídavé napětí. Jeho vlny jsou vyhlazeny kondenzátorem C2.Po něm pracuje push-pull měnič zapojený v polomůstkovém obvodu.

Jeho součástí jsou 2 n-p-n tranzistory, které vytvářejí vysokofrekvenční oscilace, které jsou přiváděny řídicími signály v protifázi do vinutí W1 a W2 třívinutého toroidního vysokofrekvenčního transformátoru L1. Jeho zbývající cívka W3 dodává vysoké rezonanční napětí do zářivky.

Při zapnutí napájení před rozsvícením lampy se tedy v rezonančním obvodu vytvoří maximální proud, který zajistí ohřev obou vláken.

Paralelně s lampou je zapojen kondenzátor. Na jeho deskách vzniká velké rezonanční napětí. Zapaluje elektrický oblouk v prostředí inertního plynu. Při jeho působení se desky kondenzátoru zkratují a napěťová rezonance je přerušena.

Lampa však nepřestává hořet. Pokračuje v automatické činnosti kvůli zbývajícímu podílu aplikované energie. Indukční odpor měniče reguluje proud procházející lampou a udržuje jej v optimálním rozsahu.

Viz také: Spínací obvody pro plynové výbojky