Как са подредени електронните баласти и работят за луминесцентни лампи

Флуоресцентните лампи не могат да работят директно от 220V мрежа. За да ги запалите, трябва да създадете импулс с високо напрежение, а преди това да загреете спиралите им. За целта използвайте баласти. Те са от два вида - електромагнитни и електронни. В тази статия ще разгледаме електронните баласти за флуоресцентни лампи, какво е кой и как работят.

От какво се състои флуоресцентна лампа и защо е необходим баласт?

Флуоресцентната лампа е този газоразряден източник на светлина. Състои се от колба във формата на тръба, напълнена с живачни пари. В краищата на колбата има спирали. Съответно, на всеки ръб на колбата има двойка контакти - това са заключенията на спиралата.

Работата на такава лампа се основава на луминесценцията на газовете, когато през нея тече електрически ток. Но токът точно между двете метални спирали (електроди) просто не тече. За това между тях трябва да се появи разряд, този разряд се нарича тлеещ. За това първо спиралите се нагряват чрез преминаване на ток през тях, а след това между тях се прилага импулс с високо напрежение от 600 волта или повече. Загрятите спирали започват да излъчват електрони и под действието на високо напрежение се образува разряд.

Ако не навлизате в подробности, тогава описанието на процеса е достатъчно, за да формулира проблема за източника на захранване на такива лампи, то трябва:

1. Загрейте спиралата;

2. Оформете импулс за запалване;

3. Поддържайте напрежение и ток на достатъчно ниво за работа на лампата.

Интересно: Компактните флуоресцентни лампи, които по-често се наричат ​​„енергоспестяващи“, имат подобна структура и изисквания за тяхната работа. Единствената разлика е, че размерите им са значително намалени поради специалната форма, всъщност това е същата тръбна колба, формата не е линейна, а усукана в спирала.

Устройство за доставка на флуоресцентни лампи се нарича баласт (съкратено баласт), а в народа просто - баласт.

Има два вида баласт:

1. Електромагнитна (EmPRA) - състои се от дросел и стартер. Предимствата му са простотата и има много недостатъци: ниска ефективност, пулсация на светлинния поток, смущения в мрежата за захранване по време на нейната работа, нисък коефициент на мощност, бръмчане, стробоскопичен ефект. По-долу виждате нейната диаграма и външен вид.

2. Електронни (електронни баласти) - модерен източник на енергия за флуоресцентни лампи, това е платка, върху която е разположен високочестотен преобразувател. Той е лишен от всички горепосочени недостатъци, поради които лампите дават по-голям светещ поток и експлоатационен живот.

Електронна баластна верига

Типичен електронен баласт се състои от следните единици:

1. Диодният мост.

2. Високочестотен генератор, направен на PWM контролер (в скъпи модели) или на верига автомобил-генератор с полумостови (най-често) преобразувател.

3. Стартов прагов елемент (обикновено DB3 динистор с прагово напрежение 30V).

4. LC верига за захранване.

Типична схема е показана по-долу, ще разгледаме всеки от нейните възли:

Променливото напрежение се подава към диодния мост, където той се изправя и заглажда от филтриращ кондензатор. В нормалния случай пред моста са монтирани предпазител и EMI филтър. Но в повечето китайски електронни баласти няма филтри, а капацитетът на изглаждащия кондензатор е по-нисък от необходимия, което причинява проблеми със запалването и работата на лампата.

Съвет: ако ремонтирате електронни баласти, прочетете статията „Как да проверите диодния мост“ на нашия уебсайт.

След това напрежението се подава към осцилатора. От името става ясно, че осцилаторът е верига, която независимо генерира трептения.В този случай се прави на един или два транзистора, в зависимост от мощността. Транзисторите са свързани към трансформатор с три намотки. Често използваните транзистори са MJE 13003 или MJE 13001 и други подобни, в зависимост от мощността на лампата.

Въпреки че този елемент се нарича трансформатор, той не изглежда познат - това е феритен пръстен, върху който са навити три намотки, по няколко оборота всяка. Двама от тях са мениджъри, всеки с два оборота, а един е работещ с 9 оборота. Управляващите намотки създават импулси за включване и изключване на транзистори, свързани в единия край с техните основи.

Тъй като те са навити в антифаза (началото на намотките е маркирано с точки, обърнете внимание на схемата), управляващите импулси са противоположни един на друг. Следователно транзисторите се отварят на свой ред, защото ако ги отворите едновременно, тогава те просто затварят изхода на диодния мост и нещо от това изгаря. Единият край на работната намотка е свързан към точката между транзисторите, а другият към работещия индуктор и кондензатор, през който се захранва лампата.

Когато токът тече в една от намотките в другите две, се индуцира EMF със съответната полярност, което води до превключване на транзистора. Осцилаторът е настроен на честота над звуковия обхват, тоест над 20 kHz. Именно този елемент е постоянен ток към променлив честотен преобразувател.

За стартиране на генератора е инсталиран динистор, той включва веригата, след като напрежението върху него достигне определена стойност. Обикновено се инсталира DB3 динистор, който се отваря в обхвата на напрежението около 30V. Времето, след което се отваря, се задава от RC веригата.

отклонение:

По-усъвършенстваните версии на електронните баласти са изградени не на самогенерираща верига, а на базата на ШИМ контролери. Те имат по-стабилни характеристики. Въпреки това, за повече от пет години изучаване на електроника, никога не съм попадал на такъв електронен баласт, с който работех, се самогенерира.

LC веригата многократно е споменавана по-горе. Това е дросел, монтиран последователно със спиралата, и кондензатор, монтиран успоредно на лампата. Първо, през тази верига протича ток, загряващ спиралите, а след това върху кондензатора, който го запалва, се образува импулс с високо напрежение. Дроселът се изпълнява на W-образно феритно ядро.

Тези елементи са избрани така, че при работната честота да влязат в резонанса. Тъй като индукторът и кондензаторът са инсталирани последователно с тази честота, се наблюдава резонанс на напрежението.

Отговори:

С резонанса на напреженията при индуктивност и капацитет, напрежението в идеализирани теоретични примери започва значително да се увеличава до безкрайно голяма стойност, докато токът се консумира изключително малко.

В резултат на това имаме честотен генератор и резонансна верига. Поради увеличаването на напрежението в кондензатора, лампата се запалва.

По-долу е друга версия на схемата, както можете да видите - всичко е основно същото.

Благодарение на високата работна честота е възможно да се постигнат малки размери на трансформатора и индуктора.

За да консолидираме предадената информация, считаме истинската електронна баластна дъска, основните възли, описани по-горе, са подчертани на снимката:

А това е табло от енергоспестяваща лампа:

заключение

Електронният баласт значително подобрява процеса на изгаряне на лампата и работи без пулсации и шум. Неговата схема не е много сложна и на нейната основа е възможно да се изгради захранване с ниска мощност. Следователно електронните баласти от изгорели енергоспестители са отличен източник на безплатни радио компоненти.

Флуоресцентни лампи с електромагнитен баласт не се допускат да се използват в промишлени и битови помещения. Факт е, че те имат силни пулсации и може да се получи стробоскопичен ефект, тоест ако се монтират в стругова работилница, то при определена скорост на шпиндела на струга и друго оборудване може да ви се стори, че той е неподвижен, което може да причини наранявания , С електронния баласт това няма да се случи.