Ako sú usporiadané a fungujú ovládacie mechanizmy žiariviek

Trieda svetelných zdrojov s plynovou výbojkou, ktorá zahŕňa žiarivky, vyžaduje použitie špeciálneho zariadenia, ktoré vykonáva prechod oblúkového výboja vo vnútri utesneného skleneného krytu.

Zariadenie a princíp činnosti žiarivky

Jeho tvar je vyrobený vo forme rúrky. Môže byť rovný, zakrivený alebo skrútený.

Povrch sklenenej banky je zvnútra pokrytý vrstvou fosforu a na jej koncoch sú umiestnené volfrámové vlákna. Vnútorný priestor je utesnený, naplnený nízkotlakovým inertným plynom s ortuťovými parami.

Žiarenie žiarivky vzniká v dôsledku vytvárania a udržiavania elektrického oblúkového výboja v inertnom plyne medzi vláknami, ktoré fungujú na princípe termionického žiarenia. Pre jeho tok prechádza elektrický prúd cez volfrámový drôt na zahrievanie kovu.

Súčasne je medzi vláknami aplikovaný vysoký potenciálny rozdiel, ktorý poskytuje energiu pre tok elektrického oblúka medzi nimi.Výpary ortuti zlepšujú cestu toku v prostredí inertného plynu. Fosforová vrstva transformuje optické charakteristiky vychádzajúceho svetelného lúča.

Zaoberá sa zabezpečením prechodu elektrických procesov vo vnútri zariadenia na ovládanie žiariviek... Skrátene PRA.

Typy predradníkov

V závislosti od použitej základne prvkov môžu byť predradné zariadenia vyrobené dvoma spôsobmi:

1. elektromagnetický dizajn;

2. elektronický blok.

Prvé modely žiariviek fungovali výlučne prvou metódou. Na to sme použili:

• štartér;

• plyn.

Elektronické bloky sa objavili nie tak dávno. Začali sa vyrábať po masívnom, rýchlom rozvoji podnikov vyrábajúcich moderný sortiment elektronických základní založených na mikroprocesorových technológiách.

Elektromagnetické predradníky

Princíp činnosti žiarivky s elektromagnetickým predradníkom (EMPRA)

Štartovací obvod štartéra s pripojením elektromagnetickej tlmivky je považovaný za tradičný, klasický. Vďaka svojej relatívnej jednoduchosti a nízkej cene zostáva populárny a naďalej sa široko používa v osvetľovacích schémach.

Po privedení elektrickej siete do svietidla sa napätie privádza cez tlmivku a volfrámové vlákna do štartovacie elektródy… Je navrhnutá vo forme plynovej výbojky s malými rozmermi.

Sieťové napätie aplikované na jeho elektródy spôsobí žeravý výboj medzi nimi, čím sa vytvorí žiara inertného plynu a ohrieva svoje prostredie. Blízko bimetalový kontakt vnímať to, ohýbať sa. mení tvar a uzatvára medzeru medzi elektródami.

V obvode elektrického obvodu sa vytvorí uzavretý obvod a začne ním pretekať prúd, ktorý ohrieva vlákna žiarivky. Okolo nich sa vytvára termionická emisia. Súčasne sa ortuťové pary vo vnútri banky zahrievajú.

Výsledný elektrický prúd znižuje napätie aplikované zo siete na elektródy štartéra asi o polovicu. Blesky medzi nimi ubúdajú a teplota klesá. Bimetalová doska zmenšuje svoj ohyb rozpojením obvodu medzi elektródami. Prúd cez ne sa preruší a vo vnútri tlmivky sa vytvorí EMF samoindukcie. Okamžite vytvorí krátkodobý výboj v okruhu, ktorý je k nemu pripojený: medzi vláknami žiarivky.

Jeho hodnota dosahuje niekoľko kilovoltov. Stačí vytvoriť rozpad média inertného plynu so zahriatymi ortuťovými parami a zahriatymi vláknami do stavu termionického žiarenia. Medzi koncami svietidla vzniká elektrický oblúk, ktorý je zdrojom svetla.

Súčasne napätie na kontaktoch štartéra nestačí na zničenie jeho inertnej vrstvy a opätovné uzavretie elektród bimetalovej platne. Zostávajú otvorené. Štartér sa nezúčastňuje ďalšej schémy práce.

Po spustení žeravenia treba obmedziť prúd v obvode. V opačnom prípade môžu prvky obvodu horieť. Táto funkcia je tiež priradená k plyn… Jeho indukčný odpor obmedzuje nárast prúdu a zabraňuje poškodeniu svietidla.

Schémy zapojenia elektromagnetických predradníkov

Na základe vyššie uvedeného princípu fungovania žiariviek sa pre nich vytvárajú rôzne schémy pripojenia prostredníctvom ovládacieho zariadenia.

Najjednoduchšie je zapnúť sýtič a štartér pre jednu lampu.

Pri tejto metóde sa v napájacom obvode objaví dodatočný indukčný odpor. Na zníženie strát jalového výkonu z jeho pôsobenia sa používa kompenzácia v dôsledku zahrnutia kondenzátora na vstupe obvodu, čím sa posúva uhol vektora prúdu v opačnom smere.

Ak výkon tlmivky umožňuje jej použitie na prevádzku niekoľkých žiariviek, tieto sa zhromažďujú v sériových obvodoch a na spustenie každého sa používajú samostatné štartéry.

Keď je potrebné kompenzovať účinok indukčného odporu, použije sa rovnaká technika ako predtým: je pripojený kompenzačný kondenzátor.

Namiesto tlmivky možno v obvode použiť autotransformátor, ktorý má rovnaký indukčný odpor a umožňuje nastaviť hodnotu výstupného napätia. Kompenzácia strát činného výkonu jalovej zložky sa vykonáva pripojením kondenzátora.

Autotransformátor možno použiť na osvetlenie s niekoľkými lampami zapojenými do série.

Zároveň je dôležité vytvoriť rezervu jeho výkonu na zabezpečenie spoľahlivej prevádzky.

Nevýhody použitia elektromagnetických predradníkov

Rozmery škrtiacej klapky vyžadujú vytvorenie samostatného krytu pre ovládacie zariadenie, ktoré zaberá určitý priestor. Zároveň vydáva, aj keď malý, vonkajší hluk.

Konštrukcia štartéra nie je spoľahlivá. Kontrolky pravidelne zhasínajú kvôli poruchám. Ak štartér zlyhá, dôjde k chybnému spusteniu, keď je možné vizuálne pozorovať niekoľko zábleskov predtým, ako začne stabilné horenie. Tento jav ovplyvňuje životnosť závitov.

Elektromagnetické predradníky vytvárajú relatívne vysoké straty energie a znižujú účinnosť.

Násobiče napätia v obvodoch na poháňanie žiariviek

Táto schéma sa často vyskytuje v amatérskych dizajnoch a nepoužíva sa v priemyselných dizajnoch, hoci nevyžaduje zložitú základňu prvkov, je jednoduchá na výrobu a je efektívna.

Princíp jeho činnosti spočíva v postupnom zvyšovaní napájacieho napätia siete na výrazne vyššie hodnoty, čo spôsobí deštrukciu izolácie média inertného plynu ortuťovými parami bez jej zahriatia a zabezpečí termionické vyžarovanie závitov.

Takéto spojenie umožňuje použitie rovnomerných žiaroviek so spálenými vláknami. Za týmto účelom sú žiarovky vo svojom obvode jednoducho posunuté pomocou externých prepojok na oboch stranách.

Takéto obvody majú zvýšené riziko úrazu elektrickým prúdom pre osobu. Jeho zdrojom je výstupné napätie z násobičky, ktoré môže byť privedené až na kilovolty a viac.

Neodporúčame používať túto tabuľku a zverejňujeme ju, aby sme objasnili nebezpečenstvo rizík, ktoré predstavuje. Zámerne vás na túto záležitosť upozorňujeme: sami túto metódu nepoužívajte a upozornite svojich kolegov na túto veľkú nevýhodu.

Elektronické predradníky

Vlastnosti prevádzky žiarivky s elektronickým predradníkom (EKG)

Všetky fyzikálne zákony, ktoré vznikajú vo vnútri sklenenej banky s inertným plynom a ortuťovými parami za vzniku oblúkového výboja a žiary, zostávajú nezmenené pri konštrukcii lámp riadených elektronickými predradníkmi.

Preto algoritmy činnosti elektronických predradníkov zostávajú rovnaké ako algoritmy ich elektromagnetických náprotivkov. Ide len o to, že starú základňu prvkov nahradili modernou.

To zaisťuje nielen vysokú spoľahlivosť ovládacieho zariadenia, ale aj jeho malé rozmery, ktoré umožňujú jeho inštaláciu na akomkoľvek vhodnom mieste, dokonca aj vo vnútri pätice klasickej žiarovky E27 vyvinutej spoločnosťou Edison pre žiarovky.

Podľa tohto princípu fungujú malé úsporné žiarivky so žiarivkou zložitého krúteného tvaru, ktoré svojou veľkosťou nepresahujú žiarovky a sú určené na pripojenie k sieti 220 cez staré zásuvky.

Vo väčšine prípadov si elektrikári, ktorí pracujú so žiarivkami, stačí predstaviť jednoduchú schému zapojenia vyrobenú s veľkým zjednodušením z niekoľkých komponentov.

Z elektronického bloku na prácu elektronických predradníkov existujú:

• vstupný obvod pripojený k 220 V napájaciemu zdroju;

• dva výstupné obvody #1 a #2 pripojené k príslušným závitom.

Zvyčajne je elektronická jednotka vyrobená s vysokým stupňom spoľahlivosti, dlhou životnosťou. V praxi energeticky úsporné žiarivky najčastejšie uvoľňujú telo žiarovky počas prevádzky z rôznych dôvodov. Inertný plyn a výpary ortuti ho okamžite opustia. Takáto lampa sa už nerozsvieti a jej elektronická jednotka zostáva v dobrom stave.

Môže sa znovu použiť pripojením k banke s vhodnou kapacitou. Pre to:

• základňa lampy je starostlivo rozobratá;

• elektronická jednotka EKG je z nej odstránená;

• označte pár vodičov použitých v napájacom obvode;

• označte vodiče výstupných obvodov na vlákne.

Potom zostáva len znova pripojiť obvod elektronickej jednotky ku kompletnej pracovnej banke. V práci bude pokračovať.

Elektromagnetický predradník

Štrukturálne sa elektronický blok skladá z niekoľkých častí:

• filter, ktorý odstraňuje a blokuje elektromagnetické rušenie prichádzajúce z napájacieho zdroja do obvodu alebo vytvorené elektronickou jednotkou počas prevádzky;

• usmerňovač sínusových kmitov;

• obvody na korekciu výkonu;

• vyhladzovací filter;

• invertor;

• elektronický predradník (analóg tlmivky).

Elektrický obvod meniča pracuje na výkonných tranzistoroch s efektom poľa a je vytvorený podľa jedného z typických princípov: mostík alebo polomostíkový obvod na ich začlenenie.

V prvom prípade fungujú štyri klávesy v každom ramene mostíka. Takéto meniče sú navrhnuté tak, aby premieňali vysoký výkon v osvetľovacích systémoch na stovky wattov. Obvod polovičného mostíka obsahuje iba dva spínače, má nižšiu účinnosť a používa sa častejšie.

Oba okruhy sú riadené špeciálnou elektronickou jednotkou — microdar.

Ako fungujú elektronické predradníky

Na zabezpečenie spoľahlivej luminiscencie žiarivky sú algoritmy EKG rozdelené do 3 technologických fáz:

1. prípravný, súvisiaci s počiatočným ohrevom elektród za účelom zvýšenia termionického žiarenia;

2. zapálenie oblúka aplikáciou vysokonapäťového impulzu;

3. Zabezpečenie stabilného oblúkového výboja.

Táto technológia umožňuje rýchle zapnutie lampy aj pri negatívnych teplotách, poskytuje mäkký štart a výstup minimálneho potrebného napätia medzi vláknami pre dobré osvetlenie oblúka.

Jeden z jednoduchých schematických diagramov na pripojenie elektronického predradníka k žiarivke je uvedený nižšie.

Diódový mostík na vstupe usmerňuje striedavé napätie. Jeho vlny sú vyhladené kondenzátorom C2.Po ňom pracuje push-pull invertor zapojený do polovičného mostíka.

Obsahuje 2 n-p-n tranzistory, ktoré vytvárajú vysokofrekvenčné oscilácie, ktoré sú privádzané riadiacimi signálmi v protifáze do vinutí W1 a W2 trojvinutia toroidného vysokofrekvenčného transformátora L1. Jeho zostávajúca cievka W3 dodáva vysoké rezonančné napätie do žiarivky.

Pri zapnutí napájania pred zapálením lampy sa teda v rezonančnom obvode vytvorí maximálny prúd, ktorý zaistí ohrev oboch vlákien.

Paralelne s lampou je zapojený kondenzátor. Na jeho platniach vzniká veľké rezonančné napätie. Zapaľuje elektrický oblúk v prostredí inertného plynu. Pri jeho pôsobení sú dosky kondenzátora skratované a rezonancia napätia je prerušená.

Lampa však neprestáva horieť. Pokračuje v automatickej činnosti vzhľadom na zostávajúci podiel aplikovanej energie. Indukčný odpor meniča reguluje prúd prechádzajúci lampou a udržuje ho v optimálnom rozsahu.

Pozri tiež: Spínacie obvody pre plynové výbojky