Becuri LED, variabile sau constante. Produsele de iluminat cu LED-uri AC își găsesc nișa și se pot extinde dincolo de aceasta. Avantajele și dezavantajele variatoarelor cu lămpi cu incandescență

Scăderea prețurilor cu amănuntul la lămpile cu LED-uri a dus la o creștere bruscă a vânzărilor acestora. Cu toate acestea, situația cu alegerea unui produs de calitate rămâne încă o fundătură pentru mulți. Dacă a fost ușor să cumpărați un bec cu incandescență, odată cu apariția CFL-urilor sarcina nu a devenit mult mai complicată din cauza gamei mai largi și a nuanțelor de lumină emisă. Parametrii lămpilor LED au semnificativ mai multe puncte decât cei ai generațiilor anterioare de becuri.

Dar nu-ți fie frică. Pentru a cumpăra o lampă LED bună, nu aveți nevoie de cunoștințe aprofundate despre produs. Este suficient să înțelegeți parametrii de bază o dată, astfel încât să puteți naviga cu ușurință printre numerele indicate pe ambalaj. Deci, ce trebuie să știe un cumpărător despre lămpile cu LED și la ce caracteristici tehnice ar trebui să acorde atenție înainte de a cumpăra?

Principalele caracteristici

Urmând proverbul: „Te întâmpină hainele...” este suficient să ridici o cutie cu bec pentru a te familiariza cu principalele sale caracteristici tehnice. Ar trebui să fiți atenți nu la numerele mari și luminoase, ci la descrierea tipărită cu litere mici cu 10 sau mai multe articole.

Flux de lumină

Într-o perioadă în care lampa cu incandescență era sursa de lumină nr. 1, conceptul de flux luminos era de puțin interes pentru nimeni. Luminozitatea strălucirii a fost determinată de puterea nominală a becului. Odată cu apariția LED-urilor, consumul de energie al surselor de lumină a scăzut semnificativ, iar eficiența a crescut. Din această cauză au apărut economii, de care reclamele ne amintesc atât de des.

Fluxul luminos (F, lm sau lm) este o valoare care indică cantitatea de energie luminoasă emisă de un dispozitiv de iluminat. Pe baza valorii fluxului luminos, puteți selecta cu ușurință un înlocuitor pentru un bec existent cu o spirală. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza tabelul de corespondență de mai jos. Alături de fluxul luminos, puteți întâlni adesea conceptul de „eficiență luminoasă”. Este definit ca raportul dintre fluxul luminos și consumul de energie și se măsoară în lm/W. Această caracteristică reflectă mai pe deplin eficiența sursei de radiație. De exemplu, o lampă cu lumină neutră LED de 10 W emite un flux luminos de aproximativ 900-950 lm. Aceasta înseamnă că puterea sa de lumină va fi de 90-95 lm/W. Acesta este de aproximativ 7,5 ori mai mult decât un analog cu o bobină de 75 W cu același flux luminos.

Se întâmplă că, după înlocuirea unei lămpi incandescente cu un LED, luminozitatea acesteia se dovedește a fi mai mică decât cea declarată. Primul motiv pentru acest fenomen este instalarea de LED-uri chinezești ieftine. Al doilea este consumul redus de energie. Ambele motive indică un produs de calitate scăzută.

De asemenea, cantitatea de flux luminos depinde de temperatura culorii. În cazul LED-urilor, se obișnuiește să se indice fluxul luminos pentru lumină neutră (4500°K). Cu cât temperatura culorii este mai mare, cu atât fluxul luminos este mai mare și invers. Diferența de putere luminoasă între același tip de lămpi LED calde (2700°K) și reci (5300°K) poate ajunge la 20%.

Putere

Consumul de energie al unei lămpi LED (P, W) este a doua cea mai importantă caracteristică tehnică, care arată câtă energie electrică consumă lampa LED într-o oră. Consumul total de energie constă din puterea LED-urilor și puterea șoferului. Cele mai căutate în zilele noastre sunt dispozitivele de iluminat LED cu o putere de 5-13 W, ceea ce corespunde lampilor cu filament de 40-100 wați.

Driverele de tip impuls de înaltă calitate nu consumă mai mult de 10% din puterea totală.

Ca publicitate, producătorii folosesc adesea conceptul de „putere echivalentă”, care este exprimat în inscripția de pe ambalaj, cum ar fi 10 W = 75 W. Aceasta înseamnă că o lampă LED de 10 W poate fi înșurubată în locul unui bec obișnuit de 75 W fără a pierde din luminozitate. O diferență de 7-8 ori poate fi de încredere. Dar dacă există o inscripție pe cutie precum 6 W = 60 W, atunci de multe ori acesta nu este altceva decât un truc publicitar conceput pentru cumpărătorul mediu. Acest lucru nu înseamnă că produsul este de proastă calitate, dar puterea reală de lumină va fi cel mai probabil aceeași cu o lampă cu incandescență, nu 60, ci mult mai puțin.

Tensiunea și frecvența de alimentare

Tensiunea de alimentare (U, V) este de obicei indicată pe cutie ca un interval în care producătorul garantează funcționarea normală a produsului. De exemplu, parametrul 176–264V indică faptul că becul va face față cu încredere oricăror modificări ale tensiunii de la rețea fără o pierdere semnificativă a luminozității.

De obicei, o lampă LED cu un driver de curent încorporat are o gamă largă de tensiuni de intrare.

Dacă sursa de alimentare nu conține un stabilizator de înaltă calitate, atunci căderile de tensiune în sursa de alimentare vor afecta foarte mult puterea luminii și vor afecta calitatea luminii. În Rusia, cele mai comune sunt lămpile LED alimentate de la rețeaua de 230V AC cu o frecvență de 50/60 Hz și 12V DC.

Tip de bază

Trebuie să cunoașteți dimensiunea bazei pentru a selecta un bec în conformitate cu soclul existent în lampă. Cea mai mare parte a lămpilor cu LED-uri sunt produse cu prize filetate E14 și E27, care sunt standardul pentru lămpile de perete, de masă și de tavan în stil sovietic. Nu este neobișnuit să vezi lămpi LED cu baze GU4, GU5.3, care au înlocuit lămpile cu halogen instalate în spoturi și candelabre chinezești cu telecomandă.

Temperatura colorată

(TC, °K) indică nuanța luminii emise. În ceea ce privește lămpile LED albe, întreaga scară este împărțită în mod convențional în trei părți: cu lumină caldă, neutră și rece. Atunci cand alegi, trebuie sa tii cont de faptul ca tonurile calde (2700-3500°K) calmeaza si te fac sa te simti confortabil, in timp ce tonurile reci (de la 5300°K) revigoreaza si excita sistemul nervos.
În acest sens, se recomandă folosirea unei străluciri calde pentru casă, și a unei străluciri neutre în bucătărie, baie și serviciu. Corpurile de iluminat LED cu TC≥5300°K sunt potrivite doar pentru lucrări specifice și ca iluminat de urgență.

Unghiul de împrăștiere

După unghiul de împrăștiere se poate aprecia distribuția fluxului de lumină în spațiu. Acest indicator depinde de designul difuzorului și de locația LED-urilor. Norma pentru lămpile moderne utilizate pe scară largă este o valoare de ≥210°. Pentru a lucra eficient cu detalii mici, este mai bine să cumpărați o lampă cu un unghi de împrăștiere de 120° și să o instalați într-o lampă de masă.

Reglabil

Capacitatea de a diminua (controla luminozitatea luminii) a unei lămpi LED implică funcționarea corectă a acesteia de la un întrerupător de intensitate. Lămpile reglabile sunt mai scumpe deoarece unitatea lor electronică este mai complexă. Un bec LED obișnuit, atunci când este conectat la un dimmer, nu va funcționa sau va clipi.

Factorul de ondulare

(Kp) nu apare întotdeauna în lista de caracteristici, în ciuda faptului că este de o importanță capitală și are un impact asupra sănătății. Necesitatea de a măsura acest parametru a apărut din cauza prezenței unei unități electronice în lampă și a răspunsului ridicat al LED-urilor. Sursele de alimentare de calitate scăzută nu sunt capabile să netezească perfect ondulația semnalului de ieșire, drept urmare LED-urile încep să pâlpâie la o anumită frecvență.

Factorul de ondulare al lămpilor LED alimentate de o rețea de curent continuu stabilă este zero.

Lămpile LED cu un coeficient sub 20% sunt considerate a fi de cea mai înaltă calitate. La modelele cu driver curent, factorul de ondulare nu depășește 1%. Este ușor să determinați acest parametru în practică folosind un osciloscop. Pentru a face acest lucru, trebuie să măsurați amplitudinea componentei variabile a semnalului de pe LED-uri și să o împărțiți la tensiunea măsurată la ieșirea sursei de alimentare.

După frecvența semnalului alternativ din sarcină, puteți determina tipul de driver utilizat.

Interval de temperatură de funcționare

Ar trebui să acordați o atenție deosebită acestei caracteristici dacă intenționați să utilizați becul LED în condiții nestandard: pe stradă, în atelierele de producție. Unele modele pot funcționa corect numai într-un interval de temperatură îngust.

Indicele de redare a culorilor

Folosind indicele de redare a culorii (CRI sau Ra), puteți evalua cât de naturală este culoarea obiectelor iluminate de o lampă LED. Ra≥70 este considerat bun.

Grad de protectie impotriva umezelii si prafului

Acest parametru este exprimat ca IPXX, unde XX sunt două cifre care indică gradul de protecție împotriva obiectelor solide și a apei. Este posibil să nu se regăsească în lista de caracteristici dacă lampa este destinată exclusiv utilizării în interior.

Opțiuni suplimentare

Durata de viață a produsului

Durata de viață este o caracteristică foarte abstractă a unei lămpi LED. Faptul este că, după durata de viață, producătorul înțelege timpul total de funcționare al LED-urilor, nu al lămpii. În același timp, timpul mediu dintre defecțiunile părților rămase ale circuitului rămâne în mare îndoială. În plus, timpul de funcționare este afectat de calitatea ansamblului carcasei și de lipirea elementelor radio. În plus, mai mult de un producător, datorită duratei de viață îndelungate, nu efectuează teste complete privind degradarea LED-urilor din lampă. Deci cele 30 de mii de ore sau mai mult declarate sunt un indicator teoretic și nu un parametru real.

Tip balon

În ciuda faptului că tipul de balon nu este un parametru tehnic critic pentru mulți, în multe modele este indicat în prima linie. De obicei, tipul și marcarea balonului sunt exprimate într-un cod alfanumeric.

Greutate

Rareori cineva este interesat de greutatea unui produs în momentul achiziției, dar pentru unele lămpi ușoare contează.

Dimensiuni

Sunt tot atâtea cazuri câte producători, care diferă ca aspect și dimensiuni. De exemplu, lămpile LED de 10 W de la diferiți producători pot diferi în lungime și lățime cu mai mult de 1 cm. Când alegeți o lampă LED nouă pentru iluminat, nu uitați că aceasta trebuie să se potrivească într-o lampă existentă.

Piața produselor cu LED-uri continuă să se dezvolte dinamic, în urma căruia caracteristicile lămpilor se schimbă și se îmbunătățesc. Sperăm că în viitorul apropiat vor fi dezvoltate standarde de calitate pentru lămpile cu LED-uri care vor face mai ușor pentru cumpărător să facă o alegere. Între timp, propriile cunoștințe sunt principalul suport atunci când alegeți și cumpărați.

Citeste si

În principiu, lămpile fluorescente sunt dispozitive cu curent alternativ. Cu toate acestea, ele pot funcționa și pe curent continuu. Trebuie luați în considerare următorii factori:

• Functionand pe curent continuu, lampa produce 75-80% din lumina, intr-un mod asemanator cu functionarea pe curent alternativ.
• Un rezistor este folosit ca limitator de curent, ceea ce duce la pierderi de putere mai mari.
• Aprinderea unei lămpi este de obicei mai dificilă. În cele mai multe cazuri, un starter obișnuit nu va funcționa.
• Un capăt al lămpii se poate întuneca după câteva ore de funcționare. Acest lucru se datorează mișcării electronilor către un electrod și ionilor pozitivi de mercur către celălalt. Acest lucru duce la faptul că la unul dintre capete nu există generarea de radiații ultraviolete necesare pentru ca fosforul să strălucească. Acest lucru poate duce, de asemenea, la o ardere mai rapidă a electrozilor. Pentru a elimina acest efect, trebuie să schimbați regulat polaritatea tensiunii furnizate.

Uneori, un inductor este conectat în serie pentru a limita curentul de pornire.

Folosind o lampă incandescentă ca balast

Această opțiune este uneori folosită în circuitele cu demaror. Filamentul lămpii este folosit ca limitator de curent. În principiu, orice rezistor poate fi folosit atâta timp cât permite disiparea puterii necesare. Principalele dezavantaje ale utilizării unei lămpi ca balast sunt:

• Eficiența circuitului este foarte scăzută deoarece lampa incandescentă disipează multă căldură - este o sarcină rezistivă, spre deosebire de o inductanță
• Lampa fluorescentă nu funcționează într-un mod optim - puterea de lumină, durata de viață etc. sunt reduse. Balastul este special conceput pentru o anumită lampă, o lampă cu incandescență este puțin probabilă.
• Căldura generată (poate ajunge până la 40-50 W) determină o scădere a puterii de lumină a lămpii fluorescente din cauza temperaturii crescute.
• De obicei, se spune că o lampă incandescentă oferă lumină suplimentară. Cu toate acestea, atunci când funcționează la intensitate maximă, o lampă incandescentă produce foarte puțină lumină în domeniul vizibil

Putem spune că nu ar trebui să utilizați o astfel de schemă - este mai bine să cumpărați un balast special.

Cu toate acestea, există câteva date care vă permit să alegeți o lampă cu incandescență. O caracteristică a lămpilor incandescente este că rezistența filamentului se modifică odată cu creșterea temperaturii. Acest tabel este calculat pentru cele mai comune lămpi cu incandescență bi-spirală cu un bec umplut cu un gaz inert. Calculul s-a făcut astfel: mai întâi s-a calculat o lampă, care la o tensiune nominală de 220V are puterea și fluxul luminos corespunzătoare, apoi s-a recalculat rezistența spiralei la alte valori de curent.

Balast pentru lampă cu descărcare în gaz

O lampă cu descărcare în gaz - mercur sau halogenură metalică, similară unei lămpi fluorescente, are o caracteristică curent-tensiune în scădere. Prin urmare, este necesar să folosiți un balast pentru a limita curentul din rețea și a aprinde lampa. Balasturile pentru aceste lămpi sunt în multe privințe similare cu balasturile pentru lămpi fluorescente și vor fi descrise aici foarte pe scurt.

Cel mai simplu balast (balast reactor) este o bobina inductivă conectată în serie cu lampa pentru a limita curentul. Un condensator este conectat în paralel pentru a îmbunătăți factorul de putere. Un astfel de balast poate fi calculat cu ușurință într-un mod similar cu ceea ce s-a făcut mai sus pentru o lampă fluorescentă. Este necesar să se țină cont de faptul că curentul unei lămpi cu descărcare în gaz este de câteva ori mai mare decât curentul unei lămpi fluorescente. Prin urmare, nu puteți folosi un sufoc de la o lampă fluorescentă. Uneori, un dispozitiv de aprindere cu impulsuri (IZU, inginitor) este utilizat pentru a aprinde lampa.

Dacă tensiunea de la rețea nu este suficientă pentru a aprinde lampa, atunci inductorul poate fi combinat cu un autotransformator pentru a crește tensiunea.

Acest tip de balast are dezavantajul că atunci când tensiunea rețelei se modifică, se modifică fluxul luminos al lămpii, care depinde de puterea proporțională cu pătratul tensiunii.

orez. 2

Acest tip (Fig. 3) de balast cu putere constantă (putere constantă) este acum cel mai răspândit printre balasturile inductive. O modificare a tensiunii de rețea cu 13% duce la o modificare a puterii lămpii cu 2%.

În acest circuit, condensatorul joacă rolul unui element limitator de curent. Prin urmare, condensatorul este de obicei instalat destul de mare.

Cele mai bune sunt balasturile electronice, care sunt similare cu balasturile electronice ale lămpilor fluorescente. Tot ce se spune despre acele balasturi este valabil pentru lămpile cu descărcare în gaz. În plus, în astfel de balasturi puteți regla curentul lămpii, reducând cantitatea de lumină. Prin urmare, dacă veți folosi o lampă cu descărcare pentru a vă ilumina acvariul, atunci este logic să cumpărați un balast electronic.

orez. 3

Balasturi electronice

Aceste balasturi sunt disponibile atât cu frecvență joasă, cât și cu frecvență înaltă. Cele de joasă frecvență alimentează lampa dintr-o rețea frecventă, de exemplu, balasturi hibride (hibride), care sunt un balast fără pornire (pornire rapidă), la care se adaugă un circuit electronic care oprește circuitul secundar pentru încălzirea electrozilor după lampa este aprinsă, ceea ce dă o ușoară creștere a eficienței balastului. Acvarii

Balasturile electronice de înaltă frecvență furnizează lampii tensiune cu o frecvență de aproximativ 20.000 Hz și mai mare (acestea nu trebuie confundate cu lămpile cu inducție de înaltă frecvență, care funcționează în intervalul de megaherți). Astfel de balasturi constau dintr-un redresor și un întrerupător tranzitoriu (sau tiristor). Balastul are multe avantaje față de balastul magnetic:

• Eficiența lămpii crește. Coeficientul de balast crește cu 20-30%, adică. lampa produce mai multă lumină
• Pierderile în balast au fost reduse de mai multe ori - lipsește o bucată uriașă de fier. În consecință, consumul de energie scade și temperatura scade, ceea ce este important pentru funcționarea lămpii.
• Balastul devine compact, ceea ce este important atunci când îl plasați într-un loc strâns.
• Balastul nu produce zgomot în domeniul audio.
• Pulsațiile lămpii sunt reduse
• Multe balasturi permit posibilitatea modificării fluxului luminos al lămpii (dimming)

Balastul electronic are și dezavantajele sale:

• Cost relativ ridicat în comparație cu cele magnetice.
• Unele modele de balast mai vechi aveau o scurgere mică de curent în firul de împământare, ceea ce a cauzat declanșarea sistemului GFCI.
• Aceste balasturi (în special cele ieftine) pot avea o distorsiune armonică crescută. Ele pot afecta un receptor radio care funcționează în apropiere (deși puțin probabil - pe o rază de cel mult jumătate de metru)

Cu toate acestea, atunci când achiziționați un nou sistem de lămpi, în special lămpi HO, VHO, este logic să luați în considerare utilizarea unui balast electronic

Figura arată creșterea eficienței lămpii cu creșterea frecvenței curentului, în raport cu frecvența rețelei de 60Hz

Schema de circuit pentru pornirea unei lămpi fluorescente fără demaror

Dezavantajele circuitului de pornire (timp lung de încălzire a electrozilor, necesitatea înlocuirii demarorului etc.) au condus la apariția unui alt circuit, în care electrozii sunt încălziți din înfășurarea secundară a transformatorului, care este, de asemenea, un reactanța inductivă.

O caracteristică externă distinctivă a unui astfel de balast este că ambele fire de rețea sunt conectate la balast, patru fire de la balast sunt conectate la electrozii lămpii.

Există multe varietăți ale unui astfel de circuit, de exemplu, atunci când un circuit electronic oprește circuitul de încălzire a electrodului după aprinderea lămpii (pornirea declanșatorului), etc. Balasturile de acest tip sunt, de asemenea, utilizate într-un circuit cu mai multe lămpi.

Nu puteți utiliza o lampă proiectată pentru un circuit de comutare demaror într-un astfel de circuit, deoarece este proiectată pentru încălzirea mai lungă a electrozilor și se va defecta prematur într-un astfel de circuit. Trebuie folosite numai lămpi marcate RS (pornire rapidă). Circuitul trebuie să furnizeze un reflector împământat de-a lungul lămpii (uneori există o bandă metalică pe lampă). Acest lucru facilitează aprinderea lămpii.

Figura prezintă vedere internă a unui astfel de balast. Se compune dintr-o bobină (miez și bobină), un condensator pentru corectarea factorului de putere (condensator de putere) și o siguranță termică (protector termic). Totul din interiorul carcasei este umplut cu material disipator termic

Schema de conexiuni pentru o lampă fluorescentă cu starter

Un circuit traditional, folosit foarte mult timp, in cazul in care tensiunea de la retea este suficienta pentru a aprinde lampa. Folosește un balast, care este o reactanță inductivă mare - un șoc și un starter - o lampă mică de neon care servește la preîncălzirea electrozilor lămpii. Există un condensator în demaror paralel cu lampa de neon pentru a reduce interferența radio. Un condensator poate fi, de asemenea, inclus în circuit pentru a îmbunătăți factorul de putere.

Când porniți lampa în rețea, mai întâi, are loc o descărcare în demaror și un curent mic trece prin electrozii lămpii, care îi încălzește, reducând astfel tensiunea de aprindere a lămpii. Când apare o descărcare în lampă, tensiunea dintre electrozi scade. deconectarea circuitului de pornire. În schemele vechi, în loc de starter, se folosea un buton, care trebuia apăsat câteva secunde.

Balastul este folosit doar pentru limitarea curentului. Este ușor să calculați singur parametrii balastului (dacă ați găsit un sufoc în coșul de gunoi și doriți să îl utilizați).

Parametrii unui balast inductiv pot fi determinați foarte ușor folosind regulile de calcul al circuitelor de curent alternativ. De exemplu, luați în considerare o lampă de 40 W (F40T12) 48" (122 cm) lungime, conectată la o rețea de 230 V

Curentul de funcționare al lămpii este de aproximativ 0,43 A. Factorul de putere al lămpii este de aproximativ 0,9 (în principiu, lampa poate fi considerată o sarcină activă). Tensiunea lampa este: 40W/(0.43A*0.9)=102V. Componenta activă a tensiunii este egală cu: 102V*0.9=92V, componenta reactivă este egală cu 102V*sqrt(1-0.9^2)=44V.

Pierderile de putere în balast sunt de 9-10W. Prin urmare, factorul de putere total este egal cu: (40W+10W)/(230V*0.43A)=0.51 (acest lucru necesită în mod clar un condensator de corecție). Componenta activă a căderii de tensiune pe balast este egală cu: 230V*0.51-102V=15V, componenta reactivă 230V*sqrt(1-0.51^2)-44V=154V. Rezistența activă a balastului este 15V/0.43A=35 Ohm, rezistența reactivă este 154V/0.43=358 Ohm. Inductanța balastului la o frecvență de 50Hz este 358/(2*31.4*50)=1.1H

Un calcul similar pentru o lampă de 30 W (F30T12) 36" (91 cm) lungime, cu un curent de funcționare de 0,37 A, oferă parametrii balastului - rezistența activă este de 59 ohmi, reactivă 450 ohmi. Factorul de putere total este de 0,45. Inductanța balastului 1,4 ore

De aici, este în general clar ce se va întâmpla dacă folosiți un balast pentru o lampă de 40W într-un circuit cu o lampă de 30W - curentul va depăși valoarea nominală, ceea ce va duce la o defecțiune mai rapidă a lămpii. Dimpotrivă, utilizarea balastului de la o lampă mai puțin puternică într-un circuit cu o lampă mai puternică va duce la limitarea curentului și la o putere redusă de lumină.

Un condensator poate fi folosit pentru a îmbunătăți factorul de putere. De exemplu, în primul exemplu, pentru o lampă de 40 W, un condensator conectat în paralel este calculat după cum urmează. Curentul prin condensator este de 0,43A*sqrt(1-0,51^2)=0,37A, reactanța condensatorului este de 230V/0,37A=622Ohm, capacitatea pentru o rețea de 50Hz este: 1/(2*3,14*50 *622)=5,1uF. Condensatorul trebuie să fie de 250V. Poate fi conectat și în serie (calculat similar), dar trebuie să utilizați un condensator de 450V. Acvariu

SI. Palamarenko, Kiev

Partea 3. Metode de aprindere fără pornitor a lămpilor și clasificarea circuitelor, circuite de aprindere a lămpilor fluorescente folosind dispozitive semiconductoare, funcționarea lămpilor fluorescente pe curent continuu, funcționarea lămpilor fluorescente la o frecvență mai mare, reglarea luminozității lămpilor fluorescente

Metode de aprindere fără demaror a lămpilor și clasificarea circuitelor

Prezența demaroarelor complică întreținerea, întârzie procesul de aprindere, uneori duce la clipirea neplăcută a lămpilor individuale; în unele cazuri, defecțiunile demarorului („lipirea”) pot duce la defecțiunea lămpilor care pot fi reparate. Prin urmare, a fost propus un număr mare de balasturi diferite pentru aprinderea fără artere.

În funcție de modul utilizat, circuitele de aprindere fără starter existente pentru descărcări cu arc LL sunt împărțite în două grupe: circuite de aprindere rapidă - cu preîncălzire a catozilor, care ar trebui să asigure „aprinderea la cald” (pot fi utilizate pentru lămpi în care catozii au doi terminale) și circuite de aprindere instantanee - fără încălzirea prealabilă a catozilor, proiectate pentru „aprindere la rece” (în aceste circuite, ar trebui utilizate lămpi cu catozi speciali). Pentru a crea dispozitive economice fără pornire, este necesar să reduceți tensiunea de aprindere a lămpii la o valoare mai mică decât tensiunea rețelei, ținând cont de căderea acesteia. Cele mai eficiente modalități de a reduce tensiunea de aprindere sunt preîncălzirea catozilor și folosirea benzilor conductoare pe bec (sau lângă lampă).

În prezența unei benzi conectate la electrod și catozii sunt încălziți, tensiunea de aprindere pentru lămpile de 30 și 40 W poate fi redusă la 130-150 V. În plus, tensiunea de aprindere este foarte influențată de factori precum umiditatea și temperatura aerului ambiant, compoziția și presiunea gazului de umplere, proiectarea și starea electrozilor etc.

Tensiunea de aprindere, chiar și pentru o lampă, poate fi vorbită doar ca o mărime statistică care are o anumită distribuție. Prin urmare, dependența tensiunii de aprindere de diverși factori ar trebui descrisă sub forma unei zone, a cărei lățime ar trebui construită conform legilor statisticii. Pe

Fig.10 sunt afișate zonele corespunzătoare diferitelor condiții de aprindere.

În regiunea I lampa nu se aprinde, regiunea II corespunde aprinderii cu catozi reci - regiunea aprinderilor „reci”. Este cel mai puțin favorabil pentru durata de viață a lămpilor cu catozi încălziți. Regiunea III corespunde aprinderii atunci când catozii sunt suficient de încălziți - regiunea de aprindere „fierbinte”. În regiunea IV, aprinderile la rece sunt posibile, în ciuda curentului de încălzire a catodului suficient pentru aprinderea „la cald”.

Circuitele de aprindere rapidă trebuie să asigure o încălzire preliminară a catozilor suficientă pentru ca lămpile să funcționeze în regiunea de aprindere „fierbinte”; alimentarea lămpii cu o tensiune care să garanteze aprinderea „la cald” a descărcării arcului, luând în considerare posibilele variații ale parametrilor lămpii, tensiunea scăzută în rețea și alți factori nefavorabili și, dacă este posibil, excluzând aprinderile „reci”. Pentru a garanta aprinderea lămpilor fără „bandă” (limita superioară a regiunii III), este necesară o tensiune efectivă în circuit deschis de cel puțin 250-300 V (adică, mai mare decât tensiunea rețelei).

Prezența benzilor și preîncălzirea catozilor fac posibilă, la o tensiune de rețea de cel puțin 210-220 V, să se facă fără o creștere suplimentară a tensiunii, ceea ce simplifică foarte mult circuitele de balast. Prin urmare, în toate circuitele fără creșterea tensiunii, este necesar să se utilizeze „benzi”. În acest scop, lămpile speciale sunt produse cu o bandă transparentă conductivă sau un strat general aplicat pe suprafață. Trebuie subliniat că în rețelele cu o cădere semnificativă de tensiune, astfel de scheme nu asigură aprinderea fiabilă a lămpilor.

Fig.11 sunt prezentate diagrame concepute pentru a lucra cu benzi. Încălzirea preliminară a catozilor se realizează din înfășurări speciale cu filament printr-un autotransformator, a cărui înfășurare primară este conectată în paralel cu lampa. Rezistența înfășurării Z 3 este selectată semnificativ mai mare decât Z, astfel încât atunci când lampa nu este aprinsă, întreaga tensiune a rețelei scade peste Z 3 și o fem suficientă pentru a încălzi catozii apare în înfășurările filamentului.

(Fig. 11, a). După aprinderea lămpii, tensiunea la Z 3 scade, drept urmare EMF-ul înfășurărilor filamentului și încălzirea catozilor scade automat. Sistem

Fig. 11.6 similar cu diagrama din fig. 12a, dar pentru a crește ușor tensiunea fără sarcină, un condensator este conectat în serie cu înfășurarea primară a autotransformatorului. Astfel de circuite folosesc de obicei fenomenul de ferorezonanță. În circuitele de pornire rapidă, trebuie utilizate LL-uri cu catozi de rezistență scăzută.

Deoarece balasturile fără demaror pentru LL au greutate, dimensiuni și pierderi de putere semnificativ mai mari decât cele de pornire, acestea ar trebui utilizate numai în cazuri speciale când circuitele de pornire nu sunt aplicabile.

Fluxul luminos (luminozitatea) al LL-ului poate fi reglat prin modificarea curentului de descărcare. În același timp, pentru a evita distrugerea rapidă a catozilor și stingerea descărcării cu o scădere semnificativă a curentului, este necesar să se mențină constant încălzirea catozilor și să se asigure condiții pentru reaprinderea descărcării. Curentul lămpii poate fi modificat prin schimbarea tensiunii de alimentare, a rezistenței balastului și a fazei de aprindere la descărcare.

În cel mai simplu caz

Fig. 12, a) Pe lângă inductor, un rezistor cu rezistență variabilă este conectat în serie cu lampa. Catozii sunt încălziți de un transformator cu filament, iar o bandă conductoare este utilizată pentru a facilita aprinderea și reaprinderea. Circuitul este acceptabil pentru un număr mic de lămpi.

Modificarea rezistenței inductorului se realizează de obicei prin magnetizarea miezului său cu curent continuu. Pentru a face acest lucru, pe inductor sunt realizate două înfășurări fără un spațiu de aer: una este conectată în serie cu lampa, iar a doua este folosită pentru magnetizare. Choke-ul este proiectat astfel încât, atunci când înfășurarea suplimentară este deschisă, curentul lămpii să fie de câteva procente din cel nominal. Conectând sarcina la înfășurarea suplimentară a inductorului și schimbând-o până când apare un scurtcircuit, puteți crește curentul din circuitul lămpii la valoarea nominală. În schema sub-

se menține încălzirea independentă a catozilor. Există și alte scheme de control magnetic, de exemplu, prin mutarea miezului. Dezavantajele acestei metode sunt volumul aparatului și pierderile mari.

orez. 12.6 Fluxul luminos este reglat prin modificarea tensiunii de alimentare printr-un regulator de tensiune, iar pentru a extinde limitele de control, o sursă auxiliară de înaltă putere (5-15 kHz) este conectată în paralel cu sursa de alimentare prin decuplare și blocare. filtre, care asigură aprinderea și reaprinderea lămpilor la tensiune de alimentare scăzută. Puterea sursei auxiliare RF este de aproximativ 1% din puterea lămpilor. Circuitul permite reglarea lină a luminozității corpului de iluminat în intervalul 1-200 și poate fi utilizat în orice instalație de iluminat existentă fără modificări semnificative.

Fig. 12, c prezintă o diagramă schematică a controlului de fază al luminozității LL. De obicei, reglarea este efectuată de tiristoarele T1 și T2. Odată cu creșterea pauzelor de curent, tensiunea de aprindere crește. Prin urmare, ca și în alte scheme similare, este necesară încălzirea continuă a catozilor și utilizarea lămpilor cu o bandă conductivă împământătă. Când funcționează la o frecvență de 50 Hz, pe măsură ce pauzele de curent cresc, pulsațiile de luminozitate cresc.

Scheme de aprindere a lămpilor fluorescente

folosind dispozitive semiconductoare

Ocolirea electrozilor lămpii cu diode sau termistori cu un coeficient de temperatură negativ în combinație cu un circuit de pornire convențional vă permite să creșteți durata de viață a lămpilor, să reduceți puterea consumată de balasturi și să creșteți parametrii de lumină ai lămpilor.

orez. 13,a prezintă un circuit cu manevrare a electrozilor lămpii, în care termistorii (TR) cu un coeficient de temperatură negativ sunt utilizați ca element de manevră. Schema funcționează după cum urmează. În timpul perioadei de pornire, când contactele demarorului sunt închise, un curent de pornire începe să circule în circuit. Deoarece rezistența TP în starea rece este de 10 ori mai mare decât rezistența sa în starea caldă, aproximativ 90% din curentul de pornire va curge prin electrozii lămpii. Aceasta asigură încălzirea prealabilă a electrozilor, iar după mai multe contacte succesive ale electrozilor de pornire, lampa se aprinde. În modul de funcționare, curentul lămpii, care circulă prin TR, îl încălzește, iar după 15-30 s, echilibrul termodinamic apare atunci când rezistența TR atinge valoarea minimă. În acest caz, curentul de funcționare al lămpii este redistribuit și trece parțial prin TP și parțial prin electrod. Alegând rezistența minimă TP aproximativ egală cu rezistența electrodului lămpii în stare fierbinte, este posibil să se asigure că curentul de funcționare al lămpii se va ramifica în doi curenți. Apoi ambele capete ale electrodului vor fi echipotențiale, iar lampa va începe să funcționeze într-un mod apropiat de modul cu două puncte catodice.

Cu acest mod de funcționare al lămpii, durata de viață a acesteia crește. Prezența unui șunt TR protejează, de asemenea, lampa de suprasarcină atunci când electrozii de pornire sunt scurtcircuitati. În acest mod de urgență, curentul de pornire încălzește TP și, cu o scădere a rezistenței sale, aproximativ jumătate din curentul de pornire va curge prin TP, ocolind electrozii lămpii și protejând astfel lampa de suprasarcină.

Schema are, de asemenea, o serie de dezavantaje. În modul de pornire, circuitul funcționează ca un circuit de pornire obișnuit, cu dezavantajele sale inerente. Un alt dezavantaj este că, după oprirea lămpii, trebuie să acordați timp termistorului să se răcească. Dacă acest lucru nu se face, atunci efectul de manevră al TR va duce la subîncălzirea electrozilor lămpii și la aprinderea la rece a acestuia. Acest lucru reduce fiabilitatea aprinderii lămpii.

Termistorul folosit pentru a ocoli electrozii lămpii trebuie să îndeplinească anumite cerințe. Trebuie proiectat pentru un curent nominal de cel puțin 0,65 A, rezistența sa la rece (la 20°C) trebuie să fie de cel puțin 350-400 Ohmi, rezistența după 0,5-1 minute de la pornirea circuitului trebuie să fie de cel puțin 100 Ohmi , rezistența la cald nu trebuie să fie mai mare de 20 ohmi.

orez. 13.6 Este prezentată o diagramă în care diodele semiconductoare conectate una față de cealaltă sunt utilizate ca element de șunt. Schema funcționează după cum urmează. În modul de pornire, în fiecare semiciclu curentul trece printr-o singură diodă șunt și după 0,01 s atinge o valoare aproape constantă (pentru lămpile de 40 W curentul este de 0,35 A la o tensiune de rețea de 200 V). În acest caz, manevrarea electrodului lămpii cu o diodă duce la o scădere a curentului de preîncălzire, care poate provoca fie o întârziere a procesului de aprindere a lămpii, fie o aprindere la rece. În modul de funcționare, fiecare semiciclu, o diodă este deschisă și cealaltă este închisă. Dioda care ocolește electrodul care funcționează în modul catod va fi deschisă. Când dioda este deschisă, curentul de funcționare al lămpii trece prin ambele terminale ale electrodului. Pe măsură ce punctul catodului se mișcă de-a lungul spirelor electrodului, curentul dintr-un fir scade și crește în celălalt, rămânând în medie pe parcursul perioadei mai mic decât curentul nominal din fiecare parte a electrodului. S-a dovedit experimental că în această schemă temperatura punctului catodic scade și aria acestuia crește. În același timp, durata de viață a lămpilor crește ușor, pierderile de putere în lampă sunt reduse și eficiența lor luminoasă crește cu 4-5%.

Pentru a îmbunătăți caracteristicile de pornire ale circuitului, puteți utiliza o bobină suplimentară w d

(Fig. 13,c),înfăşurat pe un circuit magnetic comun cu şocul principal (contra celui principal). În acest caz, în modul de pornire, rezistența totală a circuitului scade și curentul de preîncălzire crește (se apropie de curentul de încălzire pentru un circuit de pornire convențional). Ca diode shunt pot fi utilizate diode cu o tensiune inversă admisă de cel puțin 10 V și un curent direct de cel puțin 0,3 A.

În loc de demaroare cu descărcare luminoasă, dinistorii pot fi utilizați cu succes. Caracteristica curent-tensiune a dinistorului are o secțiune cu o rezistență diferențială negativă. În modul de pornire

(Fig. 14, a) Când tensiunea de alimentare este aplicată lampii în fiecare semiciclu pozitiv, dinistorul rămâne închis atâta timp cât tensiunea instantanee aplicată dinistorului este mai mică decât tensiunea de pornire. Rezistența dinistorului în stare închisă este de câteva zeci de megaohmi, deci curentul din circuit va fi foarte mic. După comutarea dinistorului în starea conducătoare, se stabilește un curent de preîncălzire în circuit și începe procesul de încălzire a electrozilor. În acest caz, tensiunea de pe lampă scade la aproximativ 2 V (tensiune reziduală pe dinistorul DT1 și căderea de tensiune pe dioda D2). O diodă este inclusă în circuit atunci când tensiunea inversă a dinistorului este mai mică decât amplitudinea tensiunii din rețea.

În timpul semiciclurilor negative, dinistorul este închis, niciun curent nu trece prin electrozii lămpii, iar tensiunea pe lampă este egală cu tensiunea rețelei. Procesul descris se repetă automat până când electrozii lămpii se încălzesc și apare o descărcare de arc în lampă. După aprinderea lămpii, tensiunea de pe aceasta va scădea la tensiunea de funcționare, iar dinistorul va rămâne închis dacă tensiunea de funcționare a lămpii este mai mică decât tensiunea de pornire a dinistorului.

Procesul de aprindere a unei lămpi într-un circuit cu un dinistor, în comparație cu un circuit de pornire convențional, are diferența că contactele demarorului se pot rupe în orice moment (la valori diferite ale curentului de preîncălzire, inclusiv maxim), și în un circuit cu un dinistor - momentan oprindu-l. Timpul de aprindere a lămpii pentru balasturile cu dinistor este de obicei de 0,5-2 s.

Dezavantajul schemei este următorul. Pe măsură ce lampa arde, se observă vârfuri de reaprindere, care pot atinge până la 30% din amplitudinea tensiunii de funcționare a lămpii și au o durată de până la 400 μs. Din acest motiv, este necesară creșterea tensiunii de pornire a dinistorului, deoarece declanșarea falsă a dinistorului este posibilă din cauza vârfurilor de reaprindere. Creșterea tensiunii de pornire duce la o scădere a unghiului de tăiere, ceea ce înrăutățește caracteristicile de performanță ale circuitului.

Pentru a elimina acest dezavantaj, se propune o schemă

orez. 14, b, unde, pentru a suprima vârful de reaprindere, o inductanță suplimentară sub forma unui mic inductor L fl este conectată în serie cu dinistorul și dioda, iar în paralel - o rezistență g d. S-a stabilit experimental că rezistența g d nu trebuie să fie mai mică de 10 kOhm. Constanta de timp a circuitului suplimentar t d = L d / r d este selectată din condiția ca aceasta să fie egală cu jumătate din durata vârfului de reaprindere, adică. aproximativ 200 µs. Pe baza acestui fapt, inductanța inductorului trebuie să fie de cel puțin 2 H. Dar introducerea unui astfel de element reduce curentul de pornire al lămpii. Prin urmare, inductanța suplimentară trebuie să aibă o caracteristică curent-tensiune neliniară, care să asigure o inductanță ridicată la curenți mici (modul de funcționare) și o inductanță scăzută la curenți mari (modul de pornire). O astfel de inductanță poate fi obținută prin utilizarea unui șoc cu miez magnetic inel de ferită. Un test experimental a arătat că tensiunea pe dinistor este redusă cu 50-75%.

Fig. 14, c prezintă un circuit în care sunt utilizați doi dinistori și un lanț rC. În momentul în care circuitul este pornit, condensatorul C este încărcat printr-o diodă și un rezistor r1, iar tensiunea pe el este aproape de amplitudine

tensiunea principala. De îndată ce tensiunea de pe C devine egală cu tensiunea de pornire a dinistorului DT2, se pornește și întreaga tensiune a rețelei va fi aplicată dinistorului DT1, care se pornește și el. După aceasta, începe modul de încălzire al electrozilor lămpii. Apoi circuitul funcționează în același mod ca și circuitul din Fig. 14, a. Limita rezistorului r limitează curentul prin DT2 când condensatorul C este descărcat, iar rezistența r 2 este rezistența de descărcare a condensatorului. Rezistenta rezistenta r1 = 50 kOhm; g 2 = 500 kOhm, iar capacitatea C = 2000 pF.

În loc de dinistori, puteți folosi un tiristor

(Fig. 14, d).În circuitul electrodului de control a tiristorului este inclusă o diodă Zener, a cărei tensiune de stabilizare este selectată aproape de tensiunea de comutare a tiristorului. În acest caz, circuitul va funcționa similar cu un circuit cu un singur dinistor.

Utilizarea rezistențelor termice cu coeficient de temperatură pozitiv (pozistori) în circuitele de comutare ale lămpilor fluorescente face posibilă asigurarea aprinderii fără pornitor a lămpilor fără utilizarea transformatoarelor incandescente.

Fig.15 sunt prezentate două variante de circuite care utilizează rezistențe. În fig. 15, iar pozitorul este conectat în paralel cu lampa în locul demarorului. Aprinderea lămpii se efectuează după cum urmează. În stare rece, pozitorul are o astfel de rezistență încât curentul inițial de preîncălzire al electrozilor este aproximativ egal cu curentul nominal al lămpii. Pe măsură ce pozistorul se încălzește, rezistența acestuia scade până când ajunge la punctul Curie. În această perioadă, curentul de preîncălzire crește. Pornind de la punctul Curie, rezistența pozistorului crește brusc și, în același timp, tensiunea pe lampă crește, iar când se atinge tensiunea de aprindere, lampa se aprinde. După aprindere, curentul prin pozistor devine mic, iar pierderile din acesta se ridică la 4-5% din puterea lămpii. Timpul de aprindere al unei lămpi de 40 W în timpul unui test experimental al acestui circuit a fost de 8,7 s. Lampa trebuie să fie prevăzută cu o bandă conductivă împământată sau trebuie utilizat un corp de iluminat metalic împământat. Rezistența unui pozistor depinde de temperatura acestuia, prin urmare, pentru a reaprinde lampa, pozistorul trebuie să se răcească la o temperatură apropiată de temperatura ambiantă, ceea ce durează 4-5 minute. Acesta este un dezavantaj al tuturor circuitelor care implică utilizarea rezistențelor termice.

Avantajele create de utilizarea pozistorilor sunt fiabilitatea ridicată, durabilitatea (oferă mai mult de 106 porniri), creșterea duratei de viață a lămpii prin reducerea probabilității de aprindere la rece și pierderi reduse de putere în balasturi în comparație cu dispozitivele fără pornire.

În fig. Figura 15.6 prezintă o diagramă pentru aprinderea unei lămpi cu un pozitor, atunci când este necesară o tensiune de circuit deschis crescută pentru a aprinde lampa. O ramură este conectată în paralel cu lampa, care conține un condensator C și un pozistor rl, iar oa doua ramură cu un pozistor r2. Atunci când lampa este aplicată tensiune de alimentare, în circuitul format din inductorul Dp și condensatorul C apar fenomene de rezonanță, iar tensiunea pe lampă crește. Pozistorul g2 are o rezistență „la rece” scăzută, deci curentul de preîncălzire este mare. După preîncălzirea electrozilor, lampa se aprinde, în același timp rezistențele rl și r2 cresc și condensatorul C este practic deconectat de la circuit cu ajutorul unui pozistor r2.

orez. 16 prezintă variante de dispozitive cu două lanțuri paralele: dintre care unul este comutator, al doilea formează impulsuri. În fig. 16, iar circuitul de comutare constă dintr-un dinistor VD1, iar circuitul de formare a impulsurilor este format dintr-o diodă VD2 și un condensator C conectat în serie, cu un rezistor R conectat în paralel. În modul de pornire, dispozitivul funcționează în ambele jumătăți. cicluri. În timpul unei jumătăți de ciclu, dinistorul se sparge și electrozii lămpii sunt încălziți; în timpul celui de-al doilea ciclu, un impuls de aprindere este aplicat lămpii. Amplitudinea pulsului nu ar trebui să fie suficientă pentru a aprinde o lampă rece. După ce becul este aprins, circuitul de comutare este oprit. În fig. 16.6, circuitul de comutare este format din doi dinistori VD1 și VD2, primul dintre care este manevrat de rezistența R. Folosind acest rezistor, puteți selecta tensiunea de comutare adecvată pentru dinistori și puteți furniza curent de pornire optim în funcție de puterea lămpii.

O direcție interesantă în domeniul utilizării dispozitivelor semiconductoare în circuitele de aprindere a lămpii este crearea de balast semiconductor, care este utilizat în locul balastului inductiv convențional. De exemplu, un dispozitiv pornit

Fig. 17. Lampa fluorescentă este conectată la rețea folosind un transformator cu filament NT. Înfășurarea primară a NT este conectată la rețea printr-un triac VS1 și un condensator SZ. În paralel cu triacul VS1, circuitul R1C1 este conectat prin dinistorul simetric VD1. O a doua celulă similară, constând dintr-un triac VS2, un dinistor VD2 și un lanț R2C2, este conectată în paralel cu transformatorul de filament NT și condensatorul SZ. Choke Dr de inductanță mică împiedică deschiderea VS2 înainte ca VS1 să se deschidă. Când tensiunea de alimentare este aplicată circuitului, VS1 este blocat, curentul prin rezistența R1 încarcă C1. După încărcarea condensatorului C1, dinistorul VD1 se sparge și un impuls de control este aplicat electrodului de control VS1. VS1 se deschide și un curent începe să curgă prin înfășurarea primară a NT și a condensatorului SZ, a cărui valoare este limitată de SZ. În înfășurarea secundară a NT, tensiunea și curentul par suficiente pentru a aprinde și arde lampa.În același timp, începe încărcarea condensatorului C2, defectarea dinistorului VD2 și deschiderea triacului VS2. Defazatul de deschidere a VS2 în raport cu VS1 este reglat de inductanța inductorului Dr. Când VS2 se deschide, VS1 se închide, iar curentul de descărcare al condensatorului SZ induce un curent în lampă în direcția opusă celui original. După descărcarea SZ, procesul se repetă. Astfel, prin lampă circulă un curent cu frecvență crescută.

Acest circuit este eficient la tensiune de rețea redusă și atunci când este utilizat pentru a alimenta o lampă cu o frecvență înaltă de 800... 1000 Hz. În comparație cu un circuit de balast convențional, acest circuit are avantaje: pierderi mai mici de putere în balast, eficiență luminoasă crescută a lămpii și o durată de viață mai lungă.

Funcționarea lămpilor fluorescente pe curent continuu

Atunci când lămpile fluorescente sunt conectate la o rețea de curent continuu, apar o serie de fenomene care introduc anumite caracteristici în funcționarea lor; Circuitele pentru conectarea lămpilor la rețea diferă de circuitele AC discutate mai sus.

La alimentarea lămpilor cu curent continuu, polaritatea electrozilor rămâne neschimbată, astfel încât electrozii lămpii funcționează în moduri diferite: electrodul, care este anodul, se supraîncălzește și sunt necesare diferite modele de anod și catod pentru a menține durata de viață necesară a lămpii. Dar, în practică, astfel de lămpi nu sunt aproape niciodată produse și trebuie folosite cele standard. Și pentru lămpile standard, este necesar să inversați polaritatea lămpilor din când în când, astfel încât electrozii să se poarte uniform.

În plus, atunci când lămpile funcționează cu curent continuu, se observă fenomenul de cataforeză, datorită faptului că ionii de mercur pozitivi sub influența unui câmp electric se deplasează la catod în timpul funcționării lămpii, drept urmare capătul anodului lampa este epuizată de mercur. La catod, ionii de mercur pozitivi sunt neutralizați în atomi de mercur, iar mercurul în exces se condensează pe pereții tubului. În modul de funcționare, densitatea vaporilor de mercur pe lungimea tubului este inegală, luminozitatea lămpii scade și, după câteva zeci de ore de funcționare a lămpii, luminozitatea acesteia poate fi înjumătățită. Apariția cataforezei obligă și inversarea polarității să fie efectuată la anumite intervale.

Ca balast la alimentarea lămpilor cu curent continuu, rezistența activă este utilizată fie sub forma unui rezistor, fie sub forma unei lămpi cu incandescență. Tensiunea de pe balastul activ este egală cu diferența dintre tensiunea rețelei și tensiunea de funcționare a lămpii. Prin urmare, pierderile de putere în balast pot fi de 1,5-2 ori mai mari decât puterea lămpii, din acest motiv această metodă de stabilizare a lămpii se dovedește a fi neprofitabilă din punct de vedere economic. Utilizarea unei lămpi cu balast incandescent îmbunătățește eficiența generală a setului datorită fluxului luminos suplimentar creat de lampa incandescentă.

La utilizarea unei lămpi fluorescente standard într-un circuit de curent continuu, pentru a-și menține fluxul luminos la nivelul pe care l-a avut atunci când este alimentată cu curent alternativ, curentul de funcționare al lămpii trebuie redus cu 10-20% față de curentul în funcționare. pe tensiune alternativă.

Cerințele pentru preîncălzirea electrozilor lămpii și furnizarea unui anumit nivel de tensiune în circuit deschis pentru ca balastul să aprindă lampa rămân aproximativ aceleași ca și pentru curentul alternativ. Pentru a preveni aprinderea la rece a lămpilor, impulsul de aprindere trebuie furnizat atunci când electrozii sunt suficient de încălziți. Spre deosebire de funcționarea unei lămpi pe curent alternativ, atunci când se folosește un șoc pentru a forma impulsul de aprindere, mărimea impulsului nu este afectată de momentul în care circuitul trece din modul de preîncălzire în modul de funcționare, deoarece un curent constant curge în sufocare. Rezistența clapetei de accelerație este determinată doar de rezistența sa activă.

Să luăm în considerare cele mai simple circuite pentru pornirea lămpilor fluorescente folosind curent continuu. Pe

Fig. 18a prezintă o diagramă pentru pornirea unei lămpi fluorescente cu preîncălzirea electrozilor, care funcționează dintr-o rețea cu o tensiune suficientă pentru a o aprinde. Tensiunea de aprindere DC este mai mare decât tensiunea de aprindere AC. Acest lucru se explică prin faptul că câmpul electric în secțiunile „perete electrod” și între electrozi este uniform. Lămpile standard, atunci când sunt incluse în circuitul luat în considerare, trebuie să fie echipate cu o bandă conductivă, iar tensiunea rețelei trebuie să depășească de 3-4 ori tensiunea de funcționare a lămpii. Preîncălzirea electrozilor este asigurată când comutatorul B2 este închis. Trecerea de la modul de pornire la modul de funcționare va avea loc atunci când tensiunea de aprindere a lămpii scade și devine mai mică decât tensiunea de la rețea. În modul de funcționare, comutatorul B2 este deschis.

O diagramă mai rațională este prezentată în

orez. 18.6. Pentru a reduce tensiunea de alimentare necesară și a face posibilă utilizarea lămpilor standard fără o bandă conductoare, în circuitul lămpii este inclusă o bobină și este utilizat un pornitor de curent continuu, care funcționează pe principiul unui demaror termic. În stare normală, contactele sale sunt închise. Când lampa este aplicată tensiune de alimentare, începe preîncălzirea electrozilor acesteia. În același timp, cea termică

Demarorul asigură deschiderea contactelor demarorului cu o anumită întârziere. Când contactele demarorului se rup, din cauza inductanței inductorului, apare un impuls de tensiune, necesar pentru aprinderea lămpii. În acest circuit, tensiunea rețelei ar trebui să fie de aproximativ 2 ori mai mare decât tensiunea de funcționare a lămpii.

În toate cazurile, este posibilă inversarea polarității lămpilor după o anumită perioadă de timp. Atunci când alimentați lămpi printr-un redresor dintr-o rețea de curent alternativ, pare recomandabil să instalați balastul pe partea de curent alternativ și să utilizați un transformator de inductie sau de scurgere pentru aceasta.

Funcționarea lămpilor fluorescente la frecvențe mai mari. Odată cu creșterea frecvenței tensiunii de alimentare, valorile curenților, tensiunilor și factorilor de putere ai lămpilor cu diferite tipuri de balasturi (R, L, C) devin mai aproape unele de altele și, pornind de la frecvențe de 800-1000 Hz, acestea practic nu mai depinde de tipul de balast. Scăderea influenței tipului de balast asupra caracteristicilor electrice ale lămpilor cu frecvență crescătoare se explică prin faptul că, cu frecvență crescândă, caracteristicile dinamice ale descărcării se apropie de echilibru. Forma curbelor de curent și tensiune pentru toate tipurile de balasturi este prezentată în

Fig. 19, unde prima coloană se referă la balast inductiv, a doua la rezistiv și a treia la capacitiv. Cu o frecvenţă crescândă coeficientul

Rata pulsațiilor fluxului luminos scade monoton (50 Hz - 60%, 1000 Hz - 25%, 5000 Hz - 10%). Scăderea se produce datorită inerției strălucirii fosforului și apariției unei componente constante în radiația de descărcare, începând de la 400 Hz.

Odată cu creșterea frecvenței, se observă o creștere neuniformă a eficienței luminoase, continuând până la aproximativ 20.000 Hz. Odată cu o creștere suplimentară a frecvenței, puterea crește ușor. Parametrii unei lămpi de economisire a energiei cu o putere de 58 W atunci când funcționează la frecvențe de 50 Hz și 35 kHz sunt dați în

masa.

Tabelul arată că la trecerea la o frecvență mai mare, puterea luminoasă a setului de lampă-balast crește cu 20%.

Durata de viață a lămpilor la o frecvență de 1 kHz este cu aproximativ 15% mai mare decât la frecvența industrială în același mod. Dar cu o creștere suplimentară a frecvenței, durata arderii scade rapid: la o frecvență de 10 kHz este deja cu 15% mai mică decât la frecvența industrială.

Condițiile de stabilizare a descărcării la o frecvență crescută rămân în general aceleași ca la frecvența industrială. Prin urmare, balasturile inductive, capacitive sau mixte pot fi folosite ca rezistență de stabilizare. Odată cu creșterea frecvenței, masa și dimensiunile balastului vor scădea vizibil. De exemplu, atunci când treceți de la o frecvență de 50 Hz la o frecvență de 3000 Hz, masa inductorului scade de peste 30 de ori (cum ar fi

Ca miez, este necesar să folosiți nu oțel electric, ci ferită sau alsifer). Mai mult decât atât, la frecvențe înalte este mai recomandabil să folosiți capacitatea, mai degrabă decât inductanța.

Fig.20 prezintă o schemă bloc a unei instalații de iluminat cu lămpi alimentate la o frecvență mai mare. Curentul alternativ de frecvență de alimentare trebuie mai întâi convertit în curent continuu folosind un redresor. În continuare, curentul continuu este inversat în curent alternativ de înaltă frecvență și alimentat prin rețeaua de distribuție balasturi și lămpi.

Fig.21 sunt date circuite simple pentru aprinderea lămpilor la frecvențe mai mari. La aceste frecvențe, demaroarele nu asigură aprinderea fiabilă a lămpilor fluorescente din cauza scăderii timpului de contact și a incapacității de a obține un impuls suficient de tensiune de aprindere pe lampă din cauza scăderii inductanței circuitului, deci numai circuitele de aprindere a lămpii fără starter. poate fi folosit.

Fig. 21 a, b Sunt prezentate circuitele de aprindere rapidă rezonante. Preîncălzirea electrozilor se realizează prin curentul unui circuit rezonant format din inductanță și capacitate. Din cauza căderii de tensiune pe circuitul paralel cu lampa, în modul de pornire, se creează tensiunea de aprindere necesară, depășind de 1,5-2 ori tensiunea nominală a rețelei.

Tensiunea de circuit deschis necesară a balastului este creată din cauza fenomenelor de rezonanță în circuitele de inductanță și capacitate.

Schema activată

Fig. 21, c diferă de circuitele rezonante anterioare prin faptul că este introdus un transformator special de filament pentru a preîncălzi electrozii și o capacitate este folosită ca balast. Este posibil să se folosească un șoc de balast, dar tensiunea de rețea trebuie să fie suficientă pentru a aprinde o lampă cu catozi încălziți.

Reglarea luminozității lămpilor fluorescente

Spre deosebire de lămpile cu incandescență, pentru care gradarea lină este destul de simplă, lămpile fluorescente necesită anumite condiții pentru a fi îndeplinite. Diferența dintre metodele de control se explică prin natura diferită a dependenței fluxului luminos de curentul prin lampă pentru lămpile incandescente și fluorescente. În plus, scăderea curentului-tensiune caracteristică a lămpilor fluorescente și creșterea tensiunii de reaprindere atunci când curentul prin lampă scade, face imposibilă reglarea luminozității acestora prin reducerea suplimentară a tensiunii pe lampă. Luminozitatea unei lămpi fluorescente poate fi redusă prin ajustarea curentului prin lampă, dar menținând aceeași tensiune sau chiar ușor crescută pe ea. În acest caz, trebuie utilizate lămpi cu electrozi preîncălziți, echipați cu o bandă conductoare.

Există trei metode posibile de reglare a luminozității lămpilor fluorescente: prin schimbarea tensiunii furnizate la reglabil.

element; modificarea impedanței balastului; reglarea fazei de aprindere a lămpii. În toate cele trei metode, luminozitatea lămpii este controlată prin schimbarea curentului care trece prin lampă. Primele două metode au o utilizare limitată din cauza dezavantajelor. Cea mai economică metodă este reglarea fazei timpului de aprindere a lămpii.

Fig.22 arată cea mai simplă schemă de ajustare a luminozității unei lămpi folosind a treia metodă. În serie cu lampa, pe lângă șocul de balast, există un rezistor Rn cu o rezistență reglabilă, a cărui valoare este determinată de puterea lămpii (pentru o lampă de 40 W este de 1...1,5 MOhm) . Încălzirea preliminară a electrozilor este realizată de un transformator cu filament. Prin schimbarea rezistenței rezistenței, luminozitatea lămpii este reglată. Acest circuit este aplicabil și pentru mai multe lămpi conectate în serie. La conectarea lămpilor în paralel, fiecare lampă trebuie să aibă propriul său transformator de balast și filament. În fiecare paralelă este inclusă o rezistență reglabilă

ramura de linie și conectați-o cu un fir comun. Această metodă permite ajustarea luminozității de aproximativ 300x și poate fi utilizată în instalații mici cu 8-10 lămpi. Cu un număr mare de lămpi, această metodă devine neeconomică.

Fig.23 prezintă o diagramă schematică de reglare a luminozității unei lămpi fluorescente cu un șoc magnetizat cu curent continuu - un amplificator magnetic (MA). O înfășurare a inductorului este conectată în serie cu lampa și acționează ca o rezistență de balast, a doua (control) este alimentată de curent continuu de la un redresor cu undă completă. Pentru a schimba curentul în înfășurarea de control, un rezistor reglabil este conectat în serie cu acesta. Pe măsură ce curentul din înfășurarea de control crește, rezistența inductorului la curentul alternativ scade, iar curentul lămpii crește. Un transformator cu filament este folosit pentru a preîncălzi electrozii lămpii.

Dezavantajele acestei metode sunt volumul dispozitivelor de control și pierderile de putere crescute, astfel încât utilizarea amplificatoarelor magnetice pentru control poate fi recomandată pentru un număr mic de lămpi.

O schemă promițătoare pentru reglarea luminozității lămpilor fluorescente, care utilizează două surse de alimentare: una principală, având o frecvență industrială și o a doua auxiliară, conectată în paralel cu prima și care furnizează o tensiune de înaltă frecvență lămpilor este prezentată în

Fig.24. Un grup de lămpi conectate în paralel, având bobine de balast individuale și transformatoare de filament pentru preîncălzirea electrozilor, este alimentat printr-un autotransformator AT din rețea cu o frecvență de 50 Hz. O sursă auxiliară VHF de înaltă frecvență, de exemplu 5-15 kHz, este conectată între autotransformator și lămpi. Pentru a preveni scurtcircuitarea între aceste surse de alimentare, cu fiecare dintre ele este inclus în serie un filtru de decuplare și blocare, proiectat pentru frecvențe de 50 Hz, respectiv 5-15 kHz.

La tensiunea nominală de alimentare, efectul tensiunii suplimentare de înaltă frecvență este mic și nu are practic niciun efect asupra luminozității lămpilor. Când tensiunea la lămpi este redusă cu ajutorul unui autotransformator, puterea furnizată lămpilor se modifică și luminozitatea acestora scade. În loc de un autotransformator, o unitate tiristor poate fi folosită pentru a regla tensiunea. O astfel de unitate de reglare constă din două tiristoare conectate spate la spate (sau un si-mistor) și un senzor de impuls de aprindere. Prin reglarea fazei impulsurilor de aprindere furnizate electrozilor de control ai tiristoarelor, este posibilă modificarea curentului care trece prin sarcină. Când tensiunea de alimentare este redusă la zero, lămpile sunt pornite la o sursă de înaltă frecvență, curentul prin lămpi devine foarte mic, dar în același timp suficient pentru a menține arderea stabilă a lămpilor. Astfel, sursa de înaltă frecvență asigură aprinderea și reaprinderea lămpilor la tensiune de alimentare scăzută, adică. la luminozitate minimă. Puterea sursei de alimentare de înaltă frecvență ar trebui să fie de aproximativ 1% din puterea lămpilor.

Circuitul de mai sus vă permite să reglați fără probleme luminozitatea lămpilor fluorescente de 200 de ori și poate fi utilizat în orice instalație de iluminat existentă, deoarece nu este necesară nicio modificare semnificativă.

Fig.25 prezintă un circuit al unui convertor de frecvență care utilizează tranzistori cu un oscilator principal, ceea ce face posibilă obținerea unei frecvențe și amplitudini a tensiunii de ieșire care este aproape independentă de modificările sarcinii. Oscilatorul principal este asamblat pe tranzistoarele VT1 și VT2 cu un inductor saturabil Dr în circuitul de feedback. Un amplificator de putere push-pull este asamblat folosind doi tranzistori VT3 și VT4. Convertorul este proiectat pentru o frecvență de ieșire de 5 kHz. Un astfel de convertor poate asigura controlul luminozității pentru 50-60 de lămpi fluorescente cu o putere de 40 W. Utilizarea tiristoarelor în loc de tranzistoare face posibilă crearea unor convertoare mai puternice.

Dezavantajul acestui convertor este că funcționarea sa este puternic influențată de natura capacitivă a sarcinii, drept urmare puterea de ieșire este limitată. Acest dezavantaj al circuitului poate fi eliminat dacă sarcina capacitivă este inclusă ca componentă a circuitului de antrenare rezonant.

Fig.26 Este prezentat un circuit convertor bazat pe acest principiu. Datorită faptului că sarcina capacitivă este introdusă în circuitul rezonant master, acest circuit devine nu numai master, ci și sarcină. Curenții prin baza și colectorul fiecărui tranzistor sunt în fază și au o formă de undă semisinusoidală, astfel încât pierderile de comutare în tranzistoare sunt reduse la aproape zero, ceea ce permite ca convertorul să fie utilizat la putere maximă. În acest circuit s-au folosit tranzistori de tip KT805B. Convertorul este pornit de la un generator de relaxare asamblat dintr-un circuit RC și diode de comutare VD1, VD2. Un prototip al convertorului asamblat conform acestei scheme avea o putere de 200 W și asigura controlul luminozității pentru 150 de lămpi de tip LB-40.

Lămpile cu incandescență testate în timp au fost anatema în țara noastră, dar în ciuda predominării surselor de lumină „economice” în sortimentul magazinelor de produse electrice, acestea sunt încă pe rafturi și sunt la cerere constantă.

Desigur, designul lor, care nu a suferit practic nicio modificare de-a lungul a aproape o sută de ani de existență, poate părea pentru unii arhaic și îi poate face să își dorească să se modernizeze astfel încât să consume mai puțină energie electrică, să se consume mai rar și, în general, să se comporte în un mod „modern”. Există posibilități pentru asta? Da, am.

O modalitate de a moderniza o lampă cu incandescență „bătrână” este includerea unui dispozitiv de control special - un dimmer - în circuitul său de alimentare. Acest anglicism provine de la cuvântul „a diminua”, iar dispozitivul este angajat în reducerea fără probleme a luminozității lămpii.

Pentru a reduce luminozitatea strălucirii, trebuie să reduceți cantitatea de tensiune furnizată acestuia. Puteți face acest lucru în două moduri:

1. disipați energia electrică pe măsură ce se apropie de lampă;
2. utilizați tensiunea de alimentare pentru a porni dispozitivul reglat.

Puteți disipa energia electrică și împiedicați-o să ajungă complet la lampă reostat obișnuit. Existau multe astfel de dispozitive miniaturale în televizoarele cu tuburi și semiconductori, unde făceau diverse ajustări. De exemplu, sunetul. Dacă ratingul unui reostat mic este proiectat pentru 220 de volți, atunci va stinge cu ușurință orice energie din rețeaua casnică. Singura întrebare este că se va încinge foarte mult, deoarece legea conservării energiei nu a fost încă anulată.

Gradul de încălzire poate fi redus dacă utilizați un reostat mai mare, de exemplu, transformator de uz casnic cu balast, care este inclus în circuitul de alimentare al unui aparat electric pentru a compensa supratensiunile temporare. A avea un întrerupător mare pe fiecare întrerupător nu este o soluție foarte estetică. În plus, disiparea energiei nu rezolvă problema principală - economisirea energiei. Când reostatul este pornit, chiar dacă becul strălucește la intensitate maximă, contorul se va învârti cu aceeași viteză.

Pentru a economisi cu adevărat energie electrică, este necesar să plasați între comutator și comutator un dispozitiv alimentat din rețea, a cărui putere de ieșire poate fi reglată. Ei pot fi generator de auto-oscilatie, deoarece filamentul din lampă nu distinge subtilitățile originii curentului, principalul lucru este ca acesta să fie alternativ.

Auto-oscilații - ce este?

În radio și inginerie electrică, există o serie de soluții de circuit care vă permit să schimbați direcția curentului de ieșire. Aceste schimbări de direcție pot continua atâta timp cât există o tensiune de alimentare la intrarea dispozitivului. De aceea sunt numiti auto-oscilații.

Dacă conectați un osciloscop la ieșirea generatorului auto-oscilant, atunci pe ecranul acestuia veți vedea ceva similar cu o undă sinusoidală. Deși extern asemănătoare cu ceea ce produce, aceste fluctuații au o cu totul altă natură. De fapt, este o serie de impulsuri care își schimbă semnul.

Dispozitivele electrice sunt destul de brute; nu disting un tren de impulsuri de o undă sinusoidală și funcționează perfect cu ele. Un exemplu izbitor de astfel de „înșelăciune” este utilizarea recent răspândită a auto-oscilațiilor de înaltă frecvență, datorită cărora transformatorul dispozitivului a fost redus de mai multe ori.

Iată un astfel de generator cu auto-oscilație (numai mult mai mic ca dimensiune), care produce o serie de impulsuri cu o frecvență de 50 Hz și este conectat la circuitul de alimentare al unei lămpi cu incandescență. Atunci când se creează un circuit de dimmer pentru o lampă cu incandescență, se folosesc dispozitive moderne cu semiconductor - tiristoare, dinistoare și triac.
Ele fac posibilă controlul cel mai simplu al momentelor de deblocare și blocare, schimbând astfel direcția curentului în circuit și generând auto-oscilații. Cu toate acestea, există generatoare de auto-oscilație bazate pe tranzistori, care se bazează pe o pereche de elemente de câmp puternice. De asemenea, folosesc un circuit printr-o unitate de protecție.

Avantajele și dezavantajele variatoarelor cu lămpi cu incandescență

Fiecare dispozitiv sau dispozitiv are o sumă de avantaje și dezavantaje, iar variatoarele cu lămpi incandescente le au și ele.

Principalul, dar poate singurul avantaj al acestui dispozitiv este că vă permite să reglați luminozitatea strălucirii fără a provoca încălzire laterală. Economisește semnificativ energia electrică și crește durata de viață a lămpii? Judecă singur:

• pentru a acționa generatorul cu auto-oscilație, curentul alternativ este convertit în curent continuu (există o punte de diode la intrare), astfel încât eficiența totală a dispozitivului este chiar mai mică decât cea a unei lămpi convenționale;
• o lampă cu incandescență, atunci când funcționează în afara tensiunii nominale, are și o eficiență mai mică;
• dacă tensiunea inițială a dispozitivului este mai mare de 30% din valoarea nominală de 220 de volți, atunci creșterea inițială a curentului atunci când este pornit este aproape aceeași ca atunci când funcționează dintr-o rețea obișnuită.

Se pare că în astfel de condiții folosirea unui dimmer este un capriciu pur estetic.