Come sono organizzati e funzionano i reattori elettronici per le lampade fluorescenti

Le lampade fluorescenti non possono funzionare direttamente da una rete 220V. Per accenderli, è necessario creare un impulso ad alta tensione e prima di quello riscaldare le loro spirali. Per fare ciò, utilizzare i reattori. Sono di due tipi: elettromagnetici ed elettronici. In questo articolo considereremo i reattori elettronici per lampade fluorescenti, qual è chi e come funzionano.

In cosa consiste una lampada fluorescente e perché è necessaria la reattanza?

La lampada fluorescente è questa fonte di luce a scarica di gas. È costituito da un pallone a forma di tubo riempito con vapore di mercurio. Ai bordi del pallone ci sono spirali. Di conseguenza, su ciascun bordo del pallone è presente una coppia di contatti: queste sono le conclusioni della spirale.

Il funzionamento di una tale lampada si basa sulla luminescenza dei gas quando una corrente elettrica scorre attraverso di essa. Ma la corrente tra le due spirali metalliche (elettrodi) non scorre. Per questo, deve verificarsi uno scarico tra loro, questo scarico è chiamato fumante. Per questo, le spirali vengono prima riscaldate facendo passare corrente attraverso di esse, quindi viene applicato un impulso ad alta tensione di 600 volt o più tra di loro. Le spirali riscaldate iniziano a emettere elettroni e sotto l'azione dell'alta tensione si forma una scarica.

Se non si entra nei dettagli, la descrizione del processo è sufficiente per formulare il problema per la fonte di alimentazione di tali lampade, dovrebbe:

1. Preriscaldare la spirale;

2. Formare un impulso di accensione;

3. Mantenere la tensione e la corrente a un livello sufficiente per il funzionamento della lampada.

Interessante: le lampade fluorescenti compatte, che sono spesso chiamate "a risparmio energetico", hanno una struttura e requisiti simili per il loro funzionamento. L'unica differenza è che le loro dimensioni sono significativamente ridotte a causa della forma speciale, infatti si tratta dello stesso pallone tubolare, la forma non è lineare, ma attorcigliata in una spirale.

Un dispositivo per alimentare lampade fluorescenti è chiamato alimentatore (alimentatore abbreviato) e tra le persone semplicemente - alimentatore.

Esistono due tipi di alimentatore:

1. Elettromagnetico (EmPRA) - è costituito da un acceleratore e un motorino di avviamento. I suoi vantaggi sono la semplicità e ci sono molti svantaggi: bassa efficienza, ondulazione del flusso luminoso, interferenze nella rete di alimentazione durante il suo funzionamento, basso fattore di potenza, ronzio, effetto stroboscopico. Di seguito puoi vedere il diagramma e l'aspetto.

2. Elettronica (reattori elettronici) - una moderna fonte di energia per lampade fluorescenti, è una scheda su cui è situato un convertitore ad alta frequenza. È privo di tutti gli svantaggi di cui sopra, grazie ai quali le lampade offrono un flusso luminoso e una durata di servizio maggiori.

Circuito elettronico di zavorra

Un tipico reattore elettronico è costituito dalle seguenti unità:

1. Il ponte a diodi.

2. Un generatore ad alta frequenza realizzato su un controller PWM (in modelli costosi) o su un circuito generatore di auto con un convertitore a mezzo ponte (molto spesso).

3. Elemento di soglia iniziale (di solito un dinistor DB3 con una tensione di soglia di 30 V).

4. Circuito LC di potenza Kindle.

Di seguito è mostrato un diagramma tipico, considereremo ciascuno dei suoi nodi:

La tensione alternata viene fornita al ponte a diodi, dove viene rettificata e livellata da un condensatore di filtraggio. Nel caso normale, un fusibile e un filtro EMI sono installati prima del ponte. Ma nella maggior parte dei reattori elettronici cinesi non ci sono filtri e la capacità del condensatore di livellamento è inferiore al necessario, il che causa problemi di accensione e funzionamento della lampada.

Suggerimento: se stai riparando reattori elettronici, leggi l'articolo "Come controllare il ponte a diodi" sul nostro sito web.

Successivamente, la tensione viene fornita all'oscillatore. Dal nome è chiaro che l'oscillatore è un circuito che genera in modo indipendente oscillazioni.In questo caso, è realizzato su uno o due transistor, a seconda della potenza. I transistor sono collegati a un trasformatore con tre avvolgimenti. I transistor comunemente usati sono MJE 13003 o MJE 13001 e simili, a seconda della potenza della lampada.

Sebbene questo elemento sia chiamato trasformatore, ma non sembra familiare: è un anello di ferrite su cui sono avvolti tre avvolgimenti, diversi giri ciascuno. Due di loro sono manager, ognuno con due turni e uno è funzionante con 9 turni. Gli avvolgimenti di controllo creano impulsi on e off transistor, collegati ad un'estremità con le loro basi.

Poiché sono avvolti in antifase (l'inizio degli avvolgimenti è contrassegnato da punti, prestare attenzione al diagramma), gli impulsi di controllo sono opposti l'uno all'altro. Pertanto, i transistor si aprono a turno, perché se li apri contemporaneamente, allora semplicemente chiudono l'uscita del ponte a diodi e tutto ciò si brucia. Un'estremità dell'avvolgimento di lavoro è collegata al punto tra i transistor e l'altra all'induttore e al condensatore di lavoro, attraverso i quali viene alimentata la lampada.

Quando la corrente scorre in uno degli avvolgimenti degli altri due, viene indotta una EMF della polarità corrispondente, che porta alla commutazione del transistor. L'oscillatore è sintonizzato su una frequenza al di sopra della gamma del suono, cioè sopra i 20 kHz. È questo elemento che è una corrente continua al convertitore di frequenza alternato.

Un dinistor è installato per avviare il generatore, accende il circuito dopo che la tensione ha raggiunto un certo valore. Di solito è installato un dinistor DB3, che si apre nell'intervallo di tensione di circa 30 V. Il tempo dopo il quale si apre viene impostato dal circuito RC.

digressione:

Le versioni più avanzate dei reattori elettronici non sono costruite su un circuito autogenerante, ma sulla base di controller PWM. Hanno caratteristiche più stabili. Tuttavia, per più di cinque anni di studio dell'elettronica, non mi sono mai imbattuto in un alimentatore elettronico di questo tipo, con il quale ho lavorato da solo.

La catena LC è stata più volte menzionata sopra. Questa è una valvola a farfalla montata in serie con la spirale e un condensatore montato parallelamente alla lampada. Innanzitutto, una corrente scorre attraverso questo circuito, riscaldando le spirali, e quindi si forma un impulso ad alta tensione sul condensatore che lo accende. L'acceleratore viene eseguito su un nucleo di ferrite a forma di W.

Questi elementi sono selezionati in modo tale che alla frequenza operativa entrino nella risonanza. Poiché l'induttore e il condensatore sono installati in serie a questa frequenza, si osserva la risonanza della tensione.

FAQ:

Con la risonanza delle tensioni sull'induttanza e sulla capacità, la tensione negli esempi teorici idealizzati inizia ad aumentare fortemente fino a un valore infinitamente grande, mentre la corrente viene consumata estremamente piccola.

Di conseguenza, abbiamo un generatore di frequenza e un circuito risonante. A causa dell'aumento della tensione attraverso il condensatore, la lampada si accende.

Di seguito è un'altra versione dello schema, come puoi vedere: tutto è sostanzialmente lo stesso.

Grazie all'elevata frequenza operativa, è possibile ottenere dimensioni ridotte del trasformatore e dell'induttore.

Per consolidare le informazioni trasmesse, consideriamo la vera scheda elettronica di ballast, i principali nodi sopra descritti sono evidenziati nella figura:

E questa è una scheda di una lampada a risparmio energetico:

conclusione

La reattanza elettronica migliora significativamente il processo di accensione della lampada e funziona senza increspature e rumori. Il suo circuito non è molto complesso e sulla base è possibile costruire un alimentatore a bassa potenza. Pertanto, i reattori elettronici dei risparmiatori di energia bruciati sono un'ottima fonte di componenti radio gratuiti.

Le lampade fluorescenti con alimentatore elettromagnetico non possono essere utilizzate in locali industriali e domestici. Il fatto è che hanno forti pulsazioni e può verificarsi un effetto stroboscopico, cioè se sono installati in un'officina di tornitura, quindi a una certa velocità del mandrino del tornio e di altre attrezzature, potrebbe sembrare che sia fermo, il che può causare lesioni . Con reattore elettronico questo non accadrà.

Comments

[#1 Nicholas]

Grazie per l'articolo dettagliato!