Fluorescentne sijalke temeljijo na siju plinske razelektritve v hlapih živega srebra. Sevanje je v ultravijoličnem območju in za pretvorbo v vidno svetlobo je žarnica svetilke prekrita s plastjo fosforja.
Vsebina
Načelo delovanja fluorescenčne sijalke
Posebnost fluorescenčnih svetilk je, da jih ni mogoče neposredno priključiti na električno omrežje. Upor med elektrodama, ko sta hladni, je visok in tok, ki teče med njima, ni zadosten za ustvarjanje razelektritve. Za vžig je potreben visokonapetostni impulz.
Za žarnico z vžganim praznjenjem je značilen nizek upor, ki ima reaktivno karakteristiko. Za kompenzacijo reaktivne komponente in omejitev tokovnega toka je dušilka (balast) zaporedno povezana s fluorescenčnim virom svetlobe.
Mnogi ljudje ne razumejo, zakaj je v fluorescenčnih sijalkah potreben zaganjalnik. Dušilka, vključena v napajalni tokokrog skupaj z zaganjalnikom, tvori visokonapetostni impulz za začetek praznjenja med elektrodama.To se zgodi zato, ker se samoindukcijski impulz do 1kV ustvari na sponkah dušilke, ko se kontakti zaganjalnika odprejo.
Za kaj se dušilka uporablja
Uporaba dušilke za fluorescenčne sijalke (balast) v napajalnih tokokrogih je potrebna iz dveh razlogov:
- Za oblikovanje začetne napetosti;
- omejevanje toka skozi elektrode.
Načelo dušilke temelji na reaktanci induktivne tuljave, ki je dušilka. Induktivni upor povzroči fazni zamik 90º med napetostjo in tokom.
Ker je mejna vrednost toka induktivni upor, iz tega sledi, da dušilk, zasnovanih za sijalke enake moči, ni mogoče uporabiti za priključitev bolj ali manj močnih naprav.
V določenih mejah so možna odstopanja. Na primer, prej je domača industrija proizvajala fluorescenčne sijalke z močjo 40 W. Dušilka 36W za fluorescenčne sijalke sodobne proizvodnje se lahko brez strahu uporablja v napajalnih tokokrogih zastarelih sijalk in obratno.
Razlike med dušilko in EB
Priključek dušilnega tokokroga fluorescenčnih svetlobnih virov se odlikuje po preprostosti in visoki zanesljivosti. Izjema je redna zamenjava zaganjalnikov, ker vključujejo skupino odklopnih kontaktov za oblikovanje sprožilnih impulzov.
Hkrati ima shema pomembne pomanjkljivosti, ki so prisilile iskanje novih rešitev za vklop svetilk:
- dolg čas zagona, ki se poveča, ko se žarnica obrabi ali zmanjša napajalna napetost;
- velika popačenja valovne oblike napajalne napetosti (cosf<0,5);
- utripajoči sij pri dvakratni frekvenci napajalnega omrežja zaradi nizke vztrajnosti svetilnosti plinskega praznjenja;
- velike masno-dimenzijske značilnosti;
- nizkofrekvenčno brenčanje zaradi vibracij plošč magnetnega sistema dušilke;
- nizka zanesljivost zagona pri negativnih temperaturah.
Preverjanje dušilke dnevnih svetilk je zapleteno zaradi dejstva, da naprave za določanje zavojev kratkega stika niso razširjene, s standardnimi napravami pa je mogoče ugotoviti le prisotnost ali odsotnost okvare.
Za odpravo teh pomanjkljivosti so bile razvite elektronske predstikalne naprave (EB). Elektronska vezja temeljijo na drugačnem principu generiranja visokonapetostnega zagona in vzdrževanja zgorevanja.
Visokonapetostni impulz generirajo elektronske komponente, visokofrekvenčna napetost (25-100 kHz) pa se uporablja za podporo praznjenju. EKG lahko upravljate v dveh načinih:
- s predgretjem elektrod;
- s hladnim zagonom.
V prvem načinu se na elektrode za 0,5-1 sekundo privede nizka napetost za začetno ogrevanje. Po preteku časa se sproži visokonapetostni impulz, ki povzroči vžig razelektritve med elektrodama. Ta način je tehnično bolj zapleten, vendar podaljša življenjsko dobo svetilk.
Način hladnega zagona se razlikuje po tem, da se zagonska napetost nanaša na neogrevane elektrode, kar povzroči hiter vklop. Ta način zagona ni priporočljiv za pogosto uporabo, ker močno skrajša življenjsko dobo, vendar se lahko uporablja tudi pri žarnicah z okvarjenimi elektrodami (s pregorelimi filamenti).
Vezja z elektronsko dušilko imajo naslednje prednosti
- popolna odsotnost utripanja;
- široko temperaturno območje uporabe;
- majhna popačenja oblike omrežne napetosti;
- odsotnost akustičnega hrupa;
- podaljšana življenjska doba svetlobnih virov;
- majhna velikost in teža, možnost miniaturnega oblikovanja;
- možnost zatemnitve - spreminjanje svetlosti z nadzorom širine impulza elektrod.
Klasična povezava preko elektromagnetne predstikalne dušilke
Najpogostejše vezje za priključitev fluorescenčne sijalke vključuje dušilko in zaganjalnik, ki se imenujeta elektromagnetna predstikalna naprava (EmPRA).Vezje je veriga: dušilka - žarilna nitka - zaganjalnik.
V začetnem trenutku vklopa skozi elemente vezja teče tok, ki segreva žarilno nitko žarnice in hkrati kontaktno skupino zaganjalnika. Ko se kontakti segrejejo, se odprejo, kar povzroči pojav samoindukcijskega EMF na koncih navitja elektromagnetnega balasta. Visoka napetost povzroči razpad plinske reže med elektrodama.
Kondenzator majhne kapacitete, ki je vzporedno povezan s kontakti zaganjalnika, tvori nihajni krog z dušilko. Ta rešitev poveča vrednost zagonske impulzne napetosti in zmanjša izgorevanje kontaktov zaganjalnika.
Ko pride do enakomerne razelektritve, upor med elektrodama na nasprotnih koncih žarnice pade in tok teče skozi vezje dušilke in elektrode. Tok je v tem času omejen z induktivnim uporom dušilke. Elektroda v zaganjalniku se zapre, zaganjalnik v tem trenutku ni več vključen v delo.
Če do razelektritve v žarnici ni prišlo, se postopek segrevanja in vžiga večkrat ponovi. V tem času lahko lučka utripa. Če fluorescentna sijalka utripa, vendar ne zasveti, lahko nakazuje okvaro sijalke zaradi zmanjšane emisivnosti elektrod ali nizke napajalne napetosti.
Povezavo fluorescentnih sijalk z dušilko je mogoče dopolniti s kondenzatorjem, ki zmanjša popačenje v omrežju. Kondenzator je nameščen tudi v dvojnih svetilkah za premik luči med sosednjimi svetilkami za vizualno zmanjšanje učinka utripanja.
Povezava preko sodobne elektronske predstikalne naprave
Pri svetilkah, ki za delovanje uporabljajo elektronske predstikalne naprave, je shema ožičenja za fluorescenčne sijalke prikazana na ohišju ECG. Za pravilen vklop morate natančno upoštevati navodila. Prilagoditve niso potrebne. Pravilno sestavljeno vezje z uporabnimi elementi začne delovati takoj.
Diagram za zaporedno povezovanje dveh svetilk
Fluorescentne sijalke lahko zaporedno povežejo dve svetlobni napravi v enem vezju pod naslednjimi pogoji:
- uporaba dveh enakih virov svetlobe;
- elektromagnetna predstikalna naprava, zasnovana za podobno vezje;
- dušilka, zasnovana za dvakratno moč.
Prednost serijskega vezja je, da se uporablja le ena težka dušilka, če pa ena od žarnic ali zaganjalnik odpove, je svetilka popolnoma nedelujoča.
Sodobni EB omogočajo preklapljanje samo po tej shemi, vendar je veliko modelov zasnovanih za vklop dveh svetilk. Vezje ima dva neodvisna kanala za oblikovanje napetosti, tako da dvojna elektronska predstikalna naprava zagotavlja, da bo ena svetilka delovala, če sosednja odpove ali je ni.
Priključek brez zaganjalnika
Za vklop fluorescentnih luči brez dušilke in zaganjalnika je bilo razvitih več možnosti. Vsi uporabljajo princip ustvarjanja visoke začetne napetosti z napetostnim multiplikatorjem.
Številna vezja omogočajo delovanje s pregorelimi žarilnimi nitmi, kar omogoča uporabo okvarjenih žarnic. Nekatere rešitve uporabljajo enosmerno napajanje. Zaradi tega utripanja sploh ni, vendar se elektrode obrabijo neenakomerno. To lahko opazite po temnih lisah fosforja na eni strani žarnice.
Nekateri električarji namesto zaganjalnika namestijo ločeno tipko za zagon, vendar to pomeni nadzor preklopa svetilke s stikalom in gumbom, kar je neprijetno in lahko poškoduje svetilko, če je gumb pritisnjen predolgo zaradi pregretih elektrod.
Sheme vklopa fluorescenčnih svetilk brez uporabe zaganjalnika, razen EBRA, industrija ne proizvaja. To je posledica njihove nizke zanesljivosti, negativnega vpliva na življenjsko dobo svetilk, velike velikosti zaradi prisotnosti visokozmogljivih kondenzatorjev.
Povezani članki:
