Fluorescentielampen zijn gebaseerd op de gloed van een gasontlading in kwikdamp. De straling bevindt zich in het ultraviolette bereik en om deze om te zetten in zichtbaar licht, wordt de bol van de lamp bedekt met een laag fosfor.
Inhoud
Het werkingsprincipe van een fluorescentielamp
Een kenmerk van de werking van fluorescentielampen is dat ze niet rechtstreeks op het elektriciteitsnet kunnen worden aangesloten. De weerstand tussen de elektroden in koude toestand is groot en de hoeveelheid stroom die ertussen stroomt is onvoldoende om een ontlading te laten plaatsvinden. Voor de ontsteking is een hoogspanningspuls nodig.
Een lamp met een ontstoken ontlading wordt gekenmerkt door een lage weerstand, die een reactief kenmerk heeft.Om de reactieve component te compenseren en de vloeistroom te beperken, is een smoorspoel (ballast) in serie geschakeld met de luminescerende lichtbron.
Velen begrijpen niet waarom een starter nodig is in fluorescentielampen. De inductor, die samen met de starter in het stroomcircuit is opgenomen, genereert een hoogspanningspuls om een ontlading tussen de elektroden te starten. Dit gebeurt omdat wanneer de startcontacten worden geopend, een zelfinductie EMF-puls van maximaal 1 kV wordt gevormd op de inductorklemmen.
Waar is een choke voor?
Het gebruik van een smoorspoel voor fluorescentielampen (ballast) in stroomcircuits is om twee redenen noodzakelijk:
- opwekking van startspanning;
- het beperken van de stroom door de elektroden.
Het werkingsprincipe van de inductor is gebaseerd op de reactantie van de inductor, de inductor. Inductieve reactantie introduceert een faseverschuiving tussen spanning en stroom gelijk aan 90º.
Aangezien de stroombeperkende hoeveelheid inductieve reactantie is, volgt hieruit dat smoorspoelen die zijn ontworpen voor lampen van hetzelfde vermogen niet kunnen worden gebruikt om meer of minder krachtige apparaten aan te sluiten.
Binnen bepaalde grenzen zijn toleranties mogelijk. Dus eerder produceerde de huishoudelijke industrie fluorescentielampen met een vermogen van 40 watt. Een spoel van 36W voor moderne fluorescentielampen kan veilig worden gebruikt in stroomkringen van verouderde lampen en vice versa.
Verschillen tussen een choke en een elektronische ballast
Het smoorcircuit voor het inschakelen van lichtbronnen is eenvoudig en zeer betrouwbaar.De uitzondering is de regelmatige vervanging van starters, aangezien deze een groep NC-contacten bevatten voor het genereren van startpulsen.
Tegelijkertijd heeft de schakeling belangrijke nadelen die ons dwongen om op zoek te gaan naar nieuwe oplossingen voor het inschakelen van lampen:
- lange opstarttijd, die toeneemt naarmate de lamp verslijt of de voedingsspanning afneemt;
- grote vervorming van de golfvorm van de netspanning (cosf<0,5);
- flikkerende gloed met dubbele frequentie van de voeding vanwege de lage traagheid van de helderheid van de gasontlading;
- grote gewichts- en maatkenmerken;
- laagfrequent gezoem door trillingen van de platen van het magnetische gasklepsysteem;
- lage betrouwbaarheid van starten bij negatieve temperaturen.
Het controleren van de choke van fluorescentielampen wordt bemoeilijkt door het feit dat apparaten voor het bepalen van kortgesloten bochten niet erg gebruikelijk zijn, en met behulp van standaardapparaten kan alleen de aan- of afwezigheid van een pauze worden aangegeven.
Om deze tekortkomingen op te heffen, zijn schakelingen van elektronische voorschakelapparaten (elektronische voorschakelapparaten) ontwikkeld. De werking van elektronische circuits is gebaseerd op een ander principe van het genereren van een hoge spanning om de verbranding te starten en in stand te houden.
De hoogspanningspuls wordt gegenereerd door de elektronische componenten en een hoogfrequente spanning (25-100 kHz) wordt gebruikt om de ontlading te ondersteunen. De bediening van de elektronische ballast kan in twee modi worden uitgevoerd:
- met voorlopige verwarming van elektroden;
- met koude start.
In de eerste modus wordt gedurende 0,5-1 seconde een laag voltage op de elektroden toegepast voor initiële verwarming. Na het verstrijken van de tijd wordt een hoogspanningspuls aangelegd, waardoor de ontlading tussen de elektroden wordt ontstoken. Deze modus is technisch moeilijker te implementeren, maar verlengt de levensduur van de lampen.
De koude start-modus is anders doordat de startspanning wordt toegepast op de koude elektroden, waardoor een snelle start ontstaat. Deze startmethode wordt niet aanbevolen voor frequent gebruik, omdat het de levensduur aanzienlijk verkort, maar het kan zelfs worden gebruikt bij lampen met defecte elektroden (met verbrande gloeidraden).
Schakelingen met een elektronische smoorspoel hebben de volgende voordelen:
- volledige afwezigheid van flikkering;
- breed temperatuurbereik;
- kleine vervorming van de golfvorm van de netspanning;
- afwezigheid van akoestische ruis;
- verleng de levensduur van lichtbronnen;
- kleine afmetingen en gewicht, de mogelijkheid van miniatuuruitvoering;
- de mogelijkheid om te dimmen - de helderheid wijzigen door de werkcyclus van de elektrodevermogenspulsen te regelen.
Klassieke aansluiting via elektromagnetische ballast - choke
Het meest gebruikelijke schema voor het aansluiten van een fluorescentielamp omvat een smoorspoel en een starter, die elektromagnetische voorschakelapparaten (EMPRA) worden genoemd. De schakeling is een serieschakeling: spoel - gloeidraad - starter.
Op het eerste moment van inschakelen vloeit er een stroom door de elementen van het circuit, waardoor de gloeidraden van de lamp en tegelijkertijd de contactgroep van de starter worden verwarmd. Nadat de contacten zijn verwarmd, openen ze, waardoor het verschijnen van zelfinductie EMF aan de uiteinden van de wikkeling van de elektromagnetische ballast ontstaat. Hoge spanning veroorzaakt een doorslag van de gasspleet tussen de elektroden.
Een kleine condensator die parallel is geschakeld met de startcontacten, vormt een oscillerend circuit met de gasklep.Deze oplossing verhoogt de spanning van de startpuls en vermindert het doorbranden van de startcontacten.
Wanneer een stabiele ontlading optreedt, daalt de weerstand tussen de elektroden aan tegenovergestelde uiteinden van de lamp en vloeit de stroom door het inductor-elektrodecircuit. De stroom wordt op dit moment beperkt door de inductieve reactantie van de inductor. De elektrode in de starter sluit, de starter is op dit moment niet meer bij het werk betrokken.
Als de ontlading in de kolf niet plaatsvindt, wordt het proces van verwarmen en ontsteken meerdere keren herhaald. Gedurende deze tijd kan de lamp flikkeren. Als de fluorescentielamp knippert, maar niet oplicht, kan dit duiden op een storing als gevolg van een afname van de emissiviteit van de elektroden of een verminderde voedingsspanning.
De aansluiting van fluorescentielampen met een smoorspoel kan worden aangevuld met een condensator, die netwerkvervorming vermindert. Ook is in dubbele lampen een condensator geïnstalleerd voor de onderlinge verschuiving van koplampen tussen aangrenzende lampen om het flikkerende effect visueel te verminderen.
Aansluiting via moderne elektronische ballast
Bij armaturen die gebruik maken van elektronische voorschakelapparaten, wordt de schakeling voor het inschakelen van fluorescentielampen weergegeven op de behuizing van het elektronische voorschakelapparaat. Voor een correcte opname dient u de instructies exact op te volgen. Dit vereist geen aanpassing. Een correct gemonteerd circuit met bruikbare elementen begint onmiddellijk te werken.
Schema voor seriële aansluiting van twee lampen
Met fluorescentielampen kunnen onder de volgende voorwaarden twee verlichtingsapparaten in serie in één circuit worden geschakeld:
- gebruik van twee identieke lichtbronnen;
- een voor een dergelijk schema bestemd elektromagnetisch voorschakelapparaat;
- choke, ontworpen voor twee keer zoveel vermogen.
Het voordeel van de serieschakeling is dat er maar één zware smoorspoel wordt gebruikt, maar als een van de lampen of de starter uitvalt, valt de lamp helemaal uit.
Moderne elektronische voorschakelapparaten kunnen alleen worden ingeschakeld volgens het bovenstaande diagram, maar veel ontwerpen zijn ontworpen om twee lampen in te schakelen. Tegelijkertijd zijn er twee onafhankelijke spanningsopwekkingskanalen in het circuit georganiseerd, daarom zorgt een dubbele elektronische ballast voor de werking van één lamp in het geval van een storing of afwezigheid van een naburige.
Aansluiting zonder starter
Er zijn verschillende mogelijkheden ontwikkeld om fluorescentielampen zonder choke en starter in te schakelen. Ze gebruiken allemaal het principe van het creëren van een hoge triggerspanning met behulp van een spanningsvermenigvuldiger.
Veel van de circuits maken gebruik met verbrande filamenten mogelijk, waardoor defecte lampen kunnen worden gebruikt. Sommige oplossingen gebruiken gelijkstroom. Dit leidt tot een volledige afwezigheid van flikkering, maar de elektroden slijten ongelijkmatig. Dit is te zien aan de aanwezigheid van donkere vlekken van de fosfor aan één kant van de kolf.
Sommige elektriciens installeren een aparte startknop in plaats van een starter, maar dit houdt in dat de lamp wordt aangestuurd met een schakelaar en een knop, wat onhandig is en de lamp beschadigt als de knop te lang wordt ingedrukt door oververhitting van de elektroden.
Schema's voor het inschakelen van fluorescentielampen zonder het gebruik van een starter, met uitzondering van elektronische voorschakelapparaten, worden niet door de industrie gemaakt.Dit komt door hun lage betrouwbaarheid, een negatieve invloed op de levensduur van de lampen, grote afmetingen door de aanwezigheid van grote condensatoren.
Vergelijkbare artikelen:
