Liuminescenciniai šviestuvai veikia remdamiesi gyvsidabrio garų dujų išlydžio švytėjimu. Šis spinduliavimas yra ultravioletinio diapazono, o lempos vidinė pusė padengta fosforu, kuris paverčia UV spindulius matoma šviesa. Tačiau šių lempų negalima tiesiogiai prijungti prie elektros tinklo, nes pradinė varža tarp elektrodų yra didelė, o srovės nepakanka iškrovai susidaryti. Norint pradėti švytėjimą, reikalingas aukštos įtampos impulsas.
Uždegus išlydį, lempos varža tampa maža ir įgyja reaktyvųjį komponentą. Siekiant kompensuoti šį reaktyvumą ir apriboti srovės tekėjimą, prie liuminescencinio šviesos šaltinio nuosekliai prijungiamas droselis (balastas).
Liuminescencinės lempos veikimo principas
Liuminescencinės lempos veikimo esmė - tai gyvsidabrio garų jonizacija elektros išlydžio metu. Šio proceso metu susidaro ultravioletiniai spinduliai, kurie sąveikauja su lempos vidinėje pusėje esančia fosforo danga, paversdami juos matoma šviesa. Dėl šio principo liuminescencinės lempos pasižymi dideliu šviesos srauto efektyvumu ir ilgu tarnavimo laiku.
Kam skirtas droselis
Droselis, dar kitaip vadinamas balastu, liuminescencinėms lempoms yra būtinas dėl dviejų pagrindinių priežasčių:
- Pradinės įtampos formavimas: pradiniame etape, kai lempos elektrodai dar neįkaitę ir varža yra didelė, droselis kartu su starteriu sukuria aukštos įtampos impulsą, reikalingą iškrovai tarp elektrodų uždegti. Tai vyksta dėl saviindukcijos efekto, kai atsidarius starterio kontaktams, į droselio gnybtus patenka iki 1 kV saviindukcinis impulsas.
- Srovės ribojimas: stabiliai veikiant lempai, jos varža tampa maža. Droselis veikia kaip induktyvumo ritė, kurios induktyvinė varža apriboja per elektrodus tekančią srovę, neleisdama jai viršyti leistinos ribos ir taip apsaugodama lempos komponentus nuo perkaitimo ir sugadinimo.
Droselio veikimas grindžiamas induktyvumo varžos principu, dėl kurio fazė tarp įtampos ir srovės pasislenka 90º. Kadangi srovės ribinė vertė yra induktyvumo varža, darytina išvada, kad droseliai, skirti tos pačios galios lempoms, negali būti naudojami prijungiant galingesnius ar mažiau galingus prietaisus. Tačiau tam tikrose ribose galimi leistini nuokrypiai. Pavyzdžiui, 36 W galios liuminescencinės lempos droselį galima be baimės naudoti pasenusių 40 W šviestuvų maitinimo grandinėse ir atvirkščiai.
Droselinės sklendės ir EB skirtumai
Įprastinė liuminescencinių lempų prijungimo per droselį ir starterį schema yra paprasta ir patikima, tačiau turi nemažai trūkumų, kurie paskatino ieškoti naujų lempų įjungimo sprendimų. Šie trūkumai apima:
- Ilgas paleidimo laikas, kuris ilgėja lempos susidėvėjus arba sumažėjus maitinimo įtampai.
- Dideli maitinimo įtampos bangos formos iškraipymai (cosφ<0,5).
- Dėl mažos dujų išlydžio šviestuvo inercijos - dvigubai dažnesnis mirgėjimas nei tinklo dažnis.
- Didelės masės ir matmenų charakteristikos.
- Žemo dažnio ūžesys, atsirandantis dėl magnetinio droselio sistemos plokštelių vibracijos.
- Mažas paleidimo patikimumas esant neigiamai temperatūrai.
Dėl šių priežasčių buvo sukurti elektroniniai balastiniai įtaisai (EB). Elektroninės grandinės veikia kitokiu principu - jos generuoja aukštą įtampą, paleidžia ir palaiko lempos degimą. Aukštos įtampos impulsas generuojamas elektroniniu būdu, o iškrovai palaikyti naudojama aukšto dažnio įtampa (25-100 kHz).
EB gali veikti dviem režimais:
- Su išankstiniu elektrodų kaitinimu: šiuo režimu elektrodai 0,5-1 sekundę veikiami žema įtampa, kad pradėtų kaisti. Po to įjungiamas aukštos įtampos impulsas, dėl kurio užsidega išlydis tarp elektrodų. Šis režimas techniškai sudėtingesnis, tačiau pailgina lempų tarnavimo laiką.
- Su šalto variklio paleidimu: paleidimo įtampa paduodama į neįkaitintus elektrodus, todėl lemputė greitai įsijungia. Šio paleidimo režimo nerekomenduojama naudoti dažnai, nes jis labai sutrumpina veikimo trukmę, tačiau jį galima naudoti net ir su lempomis, kurių elektrodai sugedę (perdegusios gijos).
Grandinės su elektroniniu balastiniu įtaisu turi šiuos privalumus:
- Visiškas mirgėjimo nebuvimas.
- Platus naudojimo temperatūros diapazonas.
- Maži tinklo įtampos formos iškraipymai.
- Nėra akustinio triukšmo.
- Ilgesnis šviesos šaltinių tarnavimo laikas.
- Nedidelis dydis ir svoris, miniatiūrinio dizaino galimybė.
- Galimybė pritemdyti - ryškumo keitimas valdant elektrodų impulsų plotį.
Įprastinis prijungimas per elektromagnetinį balastą - droselį
Dažniausiai liuminescencinės lempos jungimo schema sudaro droselis ir starteris, kurie kartu vadinami elektromagnetiniais balastiniais įtaisais (EMB). Grandinę sudaro kelios dalys: droselis, kaitinimo elementas ir starteris.
Pradiniu įjungimo momentu per grandinės elementus teka srovė, kuri įkaitina lempos kaitinamąjį siūlą, o kartu ir starterio kontaktų grupę. Kai kontaktai įkaista, jie atsidaro, todėl balasto apvijos galuose atsiranda saviindukcinis elektromagnetinis laukas. Šis efektas padidina paleidimo impulso įtampą ir sumažina paleidimo kontaktų degimą.
Kai įvyksta stabilus išlydis, varža tarp priešinguose lempos galuose esančių elektrodų sumažėja ir per droselinės lempos ir elektrodų grandinę teka srovė. Šiuo metu srovę riboja droselio induktyvinė varža. Starterio elektrodas užsidaro, ir starteris nustoja veikti.
Jei lemputė neišsikrauna, kaitinimo ir uždegimo procesas kartojamas kelis kartus. Tuo metu lemputė gali mirksėti. Jei liuminescencinė lempa mirksi, bet neužsidega, tai gali reikšti, kad lempa sugedo dėl sumažėjusio elektrodų spinduliavimo koeficiento arba tinklo įtampos sumažėjimo.
Liuminescencinių lempų jungimą su droseliu galima papildyti kondensatoriumi, siekiant sumažinti tinklo iškraipymus. Be to, dvigubuose šviestuvuose įrengtas kondensatorius, kad kaimyninių lempų žibintai tarpusavyje persidengtų ir vizualiai sumažintų mirgėjimo efektą.
Prijungimas per modernų elektroninį balastą
Šviestuvuose su elektroniniais balastiniais įtaisais (EB) liuminescencinių lempų prijungimo schema pateikiama ant EB korpuso. Norint teisingai jį įjungti, būtina tiksliai laikytis gamintojo instrukcijų. Reguliuoti nieko nereikia. Teisingai surinkta grandinė su tinkamais naudoti komponentais pradės veikti iš karto.
Dviejų nuosekliai sujungtų lempų jungimo grandinė
Liuminescencinės lempos gali būti nuosekliai sujungtos su dviem šviestuvais, jei atitinka šios sąlygos:
- Naudojami du vienodi šviesos šaltiniai.
- Naudojamas elektromagnetinis balastinis įtaisas, skirtas panašiai grandinei.
- Droselis yra skirtas dvigubai didesnei galiai.
Nuosekliosios grandinės privalumas yra tai, kad naudojamas tik vienas sunkus droselio įtaisas. Tačiau sugedus vienai iš lempučių arba starteriui, šviestuvas visiškai neveiks.
Šiuolaikinius EB galima perjungti tik pagal šią schemą, tačiau daugelyje konstrukcijų yra dvi lempos. Schema turi du nepriklausomus įtampos formavimo kanalus, todėl dvigubas elektroninis balastinis įtaisas užtikrina, kad viena lempa veiktų, jei kita sugenda arba jos nėra.
Jungtis be starterio
Liuminescencinėms lempoms be droselinės sklendės ir starterio sukurta keletas prijungimo variantų. Visuose juose naudojamas principas, kai aukšta paleidimo įtampa sukuriama naudojant įtampos daugiklį.
Daugelis grandinių gali veikti su perdegusiais kaitinimo elementais, todėl galima naudoti sugedusias lempas. Kai kuriuose sprendimuose naudojamas nuolatinės srovės maitinimas. Dėl to visiškai nemirga, tačiau elektrodai dėvisi netolygiai, tai galima pastebėti vienoje lemputės pusėje atsiradus tamsių fosforo dėmių.
Kai kurie elektrikai vietoj starterio įrengia atskirą paleidimo mygtuką, tačiau tai reiškia, kad lempos įjungimą reikia valdyti jungikliu ir mygtuku, o tai nepatogu ir gali sugadinti lempą, jei mygtukas spaudžiamas per ilgai, nes elektrodai perkaista.
Pramoninių konstrukcijų, skirtų įjungti liuminescencinius šviestuvus be starterio, nėra, išskyrus EB. Taip yra dėl jų mažo patikimumo, neigiamo poveikio lempos veikimo trukmei, didelio dydžio dėl didelės talpos kondensatorių.
tags: #laidai #droselines #sklendes #prijungimui