ΕΠΡΑ για λαμπτήρες φθορισμού: τι είναι, πώς λειτουργεί, διαγράμματα σύνδεσης λαμπτήρων με ΕΠΡΑ

Σας ενδιαφέρει γιατί χρειάζεται η ηλεκτρονική μονάδα ΕΠΡΑ για λαμπτήρες φθορισμού και πώς πρέπει να συνδεθεί; Η σωστή εγκατάσταση φωτιστικών εξοικονόμησης ενέργειας μπορεί να παρατείνει πολλαπλάσια τη διάρκεια ζωής τους, έτσι δεν είναι; Αλλά δεν ξέρετε πώς να συνδέσετε το ΕΠΡΑ και αν χρειάζεται να το κάνετε;

Θα σας μιλήσουμε για τη λειτουργία της ηλεκτρονικής μονάδας και τη σύνδεσή της – στο άρθρο εξετάζονται τα δομικά χαρακτηριστικά αυτής της συσκευής, χάρη στην οποία διαμορφώνεται η λεγόμενη τάση εκκίνησης, καθώς και διατηρείται η βέλτιστη λειτουργία των φωτιστικών.

Παρουσιάζονται βασικά διαγράμματα σύνδεσης λαμπτήρων φθορισμού με χρήση ηλεκτρονικού ρυθμιστή εκκίνησης, καθώς και βίντεο-συστάσεις για τη χρήση τέτοιων συσκευών. Οι οποίες αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του κυκλώματος λαμπτήρων εκκένωσης αερίου, παρόλο που η κατασκευαστική διαμόρφωση αυτών των πηγών φωτός μπορεί να διαφέρει σημαντικά.

Κατασκευές μονάδων ελέγχου εκκίνησης

Οι κατασκευές βιομηχανικών και οικιακών λαμπτήρων φθορισμού, κατά κανόνα, είναι εξοπλισμένες με μονάδες ΕΠΡΑ. Η συντομογραφία διαβάζεται αρκετά κατανοητά – ηλεκτρονική συσκευή ελέγχου εκκίνησης.

Ηλεκτρομαγνητική συσκευή παλαιού τύπου

Εξετάζοντας την κατασκευή αυτής της συσκευής από τη σειρά της ηλεκτρομαγνητικής κλασικής, μπορεί κανείς να παρατηρήσει αμέσως ένα προφανές μειονέκτημα – ο όγκος της μονάδας.

Πράγματι, οι σχεδιαστές πάντα προσπαθούσαν να ελαχιστοποιήσουν τις διαστάσεις των ΕΜΠΡΑ. Σε κάποιο βαθμό το πέτυχαν, αν κρίνουμε από τις σύγχρονες τροποποιήσεις ήδη με τη μορφή ΕΠΡΑ.

Σύνολο λειτουργικών στοιχείων της ηλεκτρομαγνητικής συσκευής ελέγχου εκκίνησης. Τα συστατικά του μέρη, όπως φαίνεται, είναι μόνο δύο εξαρτήματα – το πηνίο (το λεγόμενο ballast) και ο εκκινητής (κύκλωμα σχηματισμού εκκένωσης).

Ο όγκος της ηλεκτρομαγνητικής κατασκευής οφείλεται στην ενσωμάτωση στο κύκλωμα ενός μεγάλου πηνίου – ενός υποχρεωτικού στοιχείου που προορίζεται να εξομαλύνει την τάση δικτύου και να λειτουργεί ως ballast.

Εκτός από το πηνίο, στο κύκλωμα ΕΜΠΡΑ περιλαμβάνονται εκκινητές (ένας ή δύο). Είναι προφανής η εξάρτηση της ποιότητας λειτουργίας τους και της αντοχής της λάμπας, καθώς ένα ελάττωμα του εκκινητή προκαλεί ψευδή εκκίνηση, που σημαίνει υπερφόρτωση ρεύματος στα νήματα πυράκτωσης.

Αυτή είναι μία από τις δομικές παραλλαγές του εκκινητή του ηλεκτρομαγνητικού ρυθμιστικού στοιχείου εκκίνησης λαμπτήρων φθορισμού. Υπάρχουν πολλές άλλες κατασκευές, με διαφορές στο μέγεθος και τα υλικά του περιβλήματος.

Εκτός από την αααξιοπιστία της εκκίνησης με εκκινητή, οι λαμπτήρες φθορισμού υποφέρουν από το φαινόμενο στροβοσκοπισμού. Εκδηλώνεται ως τρεμόπαιγμα σε συχνότητα κοντά στα 50 Hz.

Τέλος, ο ρυθμιστικός μηχανισμός εκκίνησης προκαλεί σημαντικές ενεργειακές απώλειες, μειώνοντας έτσι συνολικά την απόδοση των λαμπτήρων φθορισμού.

Βελτίωση της κατασκευής στο ΕΠΡΑ

Από τη δεκαετία του 1990, τα κυκλώματα των λαμπτήρων φθορισμού άρχισαν να συμπληρώνονται όλο και περισσότερο με βελτιωμένη διάταξη ρυθμιστικού στουχείου εκκίνησης.

Η βάση του εκσυγχρονισμένου στοιχείου αποτελείται από ημιαγωγικά ηλεκτρονικά εξατήματα. Κατά συνέπεια, μειώθηκαν οι διασστάσεις της συσκευής και η ποιότητα λειτουργίας είναι σε υψηλότερο επίπεδο.

Το αποτέλεσμα της τροποποίησης των ηλεκτρομαγνητικών ρυθμιστών είναι ηλεκτρονικές ημιαγωγικές συσκευές εκκίνησης και ρύθμισης της φωτεινότητας των λαμπτήρων φθορισμού. Από τεχνική άποψη, χαρακτηρίζονται από υψηλότερες λειτουργικές επιδόσεις.

Η εισαγωγή των ημιαγωγικών ΕΠΡΑ οδήγησε σχεδόν στην πλήρη εξάλειψη των μειονεκτημάτων που υπήρχαν στα κυκλώματα συσκευών παλαιότερης μορφής.

Τα ηλεκτρονικά στοιχεία παρουσιάζουν σταθερή ποιοτική λειτουργία και αυξάνουν τη διάρκεια ζωής των φωτιστικών φθορισμού.

Υψηλότερη απόδοση, ομαλή ρύθμιση φωτεινότητας, αυξημένος συντλεστής ισχύος – όλα αυτά είναι πλεονεκτήματα των νέων στοιχείων ΕΠΡΑ.

Από τι αποτελείται η διάταξη;

Τα κύρια δομικά στοιχεία του κυκλώματος του ηλεκτρονικού στοιχείου είναι:

• διάταξη ανόρθωσης;
• φίλτρο ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας;
• διορθωτής συντελεστή ισχύος;
• φίλτρο εξομάλυνσης τάσης;
• κύκλωμα μετατροπέα (inverter);
• στοιχείο πηνίου (στραγγαλιστικού).

Η διάταξη του κυκλώματος προβλέπει μία από δύο παραλλαγές – γέφυρα πλήρους ή ημιγέφυρας. Οι κατασκευές που χρησιμοποιούν κύκλωμα γέφυρας υποστηρίζουν γενικά λειτουργία με λαμπτήρες υψηλής ισχύος.

Περίπου για τέτοιες συσκευές φωτισμού (ισχύος από 100 watt) είναι σχεδιασμένα τα ρυθμιστικά στοιχεία εκκίνησης, κατασκευασμένα με κύκλωμα γέφυρας. Το οποίο, εκτός από την υποστήριξη ισχύος, επηρεάζει θετικά τα χαρακτηριστικά της τάσης τροφοδοσίας.

Εν τω μεταξύ, τα στοιχεία που βασίζονται σε κύκλωμα ημιγέφυρας χρησιμοποιούνται κυρίως σε φωτιστικά φθορισμού.

Τέτοιες συσκευές απαντώνται συχνότερα στην αγορά σε σύγκριση με εκείνες γέφυρας, καθώς για παραδοσιακή χρήση αρκούν φωτιστικά ισχύος έως 50 W.

Χαρακτηριστικά λειτουργίας της συσκευής

Η λειτουργία της ηλεκτρονικής μπορεί χονδρικά να χωριστεί σε τρία στάδια εργασίας. Πρώτα ενεργοποιείται η λειτουργία προθέρμανσης των νημάτων, η οποία είναι ένα σημαντικό σημείο όσον αφορά την ανθεκτικότητα των φωτιστικών συσκευών αερίου.

Αυτή η λειτουργία φαίνεται ιδιαίτερα απαραίτητη σε συνθήκες περιβάλλοντος χαμηλής θερμοκρασίας.

Όψη της ηλεκτρονικής πλακέτας λειτουργίας ενός από τα μοντέλα της μονάδας εκκίνησης και ρύθμισης με ημιαγωγικά στοιχεία. Αυτή η μικρή, ελαφριά πλακέτα αντικαθιστά πλήρως τη λειτουργικότητα ενός ογκώδους πηνίου και προσθέτει μια σειρά βελτιωμένων χαρακτηριστικών.

Στη συνέχεια, από το κύκλωμα της μονάδας ενεργοποιείται η λειτουργία παραγωγής παλμού υψηλής τάσης – επίπεδο τάσης περίπου 1,5 kV.

Η παρουσία τάσης αυτού του μεγέθους μεταξύ των ηλεκτροδίων συνοδεύεται αναπόφευκτα από διάσπαση του αερίου μέσα στον σωλήνα του λαμπτήρα φθορισμού – ανάφλεξη του λαμπτήρα.

Τέλος, ενεργοποιείται το τρίτο στάδιο λειτουργίας του κυκλώματος της μονάδας, η κύρια λειτουργία του οποίου είναι η δημιουργία σταθεροποιημένης τάσης καύσης του αερίου μέσα στον σωλήνα.

Το επίπεδο τάσης σε αυτήν την περίπτωση είναι σχετικά χαμηλό, με αποτέλεσμα τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.

Βασικό διάγραμμα ρυθμιστή εκκίνησης

Όπως ήδη σημειώθηκε, μια συχνά χρησιμοποιούμενη διάταξη είναι η μονάδα ηλεκτρονικού στραγγαλιστή, συναρμολογημένη με κύκλωμα ώθησης-έλξης ημιγέφυρας.

Σχηματικό διάγραμμα μιας διάταξης ημιγέφυρας για εκκίνηση και ρύθμιση παραμέτρων φωτιστικών φθορισμού. Ωστόσο, αυτή δεν είναι η μόνη λύση κυκλώματος που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ηλεκτρονικών στραγγαλιστών.

Αυτό το κύκλωμα λειτουργεί με την ακόλουθη σειρά:

1. Η τάση δικτύου 220 V φτάνει στη γέφυρα διόδων και στο φίλτρο.
2. Στην έξοδο του φίλτρου σχηματίζεται συνεχής τάση 300-310 V.
3. Με τη μονάδα μετατροπέα αυξάνεται η συχνότητα της τάσης.
4. Από τον μετατροπέα, η τάση περνά σε έναν συμμετρικό μετασχηματιστή.
5. Στον μετασχηματιστή, μέσω των διακοπτών ελέγχου, διαμορφώνεται το απαραίτητο δυναμικό λειτουργίας για τον λαμπτήρα φθορισμού.

Οι διακόπτες ελέγχου, που είναι εγκατεστημένοι στο κύκλωμα των δύο τμημάτων του πρωτεύοντος και στο δευτερεύον τύλιγμα, ρυθμίζουν την απαιτούμενη ισχύ.

Επομένως, στο δευτερεύον τύλιγμα διαμορφώνεται ένα διαφορετικό δυναμικό για κάθε στάδιο λειτουργίας του λαμπτήρα. Για παράδειγμα, ένα δυναμικό κατά την προθέρμανση των νημάτων και ένα άλλο κατά την κανονική λειτουργία.

Ας εξετάσουμε το σχηματικό διάγραμμα ενός ηλεκτρονικού στραγγαλιστή ημιγέφυρας για λαμπτήρες ισχύος έως 30 W. Εδώ, η τάση δικτύου ανορθώνεται από μια διάταξη τεσσάρων διόδων.

Η ανορθωμένη τάση από τη γέφυρα διόδων φτάνει σε έναν πυκνωτή, όπου εξομαλύνεται ως προς το πλάτος και φιλτράρεται από αρμονικές.

Η ποιότητα λειτουργίας του κυκλώματος επηρεάζεται από τη σωστή επιλογή ηλεκτρονικών στοιχείων. Η κανονική λειτουργία χαρακτηρίζεται από την παράμετρο ρεύματος στο θετικό ακροδέκτη του πυκνωτή C1. Η διάρκεια του παλμού ανάφλεξης του φωτιστικού καθορίζεται από τον πυκνωτή C4.

Στη συνέχεια, μέσω του αντιστροφικού τμήματος του κυκλώματος, που αποτελείται από δύο βασικά τρανζίστορ (ημιγέφυρα), η τάση από το δίκτυο με συχνότητα 50 Hz μετατρέπεται σε δυναμικό υψηλότερης συχνότητας - από 20 kHz.

Αυτό εφαρμόζεται πλέον στους ακροδέκτες του λαμπτήρα φθορισμού για την εξασφάλιση της λειτουργίας.

Περίπου με την ίδια αρχή λειτουργεί και το κύκλωμα γέφυρας. Η διαφορά έγκειται στο ότι σε αυτό δεν χρησιμοποιούνται δύο μετατροπείς, αλλά τέσσερα βασικά τρανζίστορ. Κατά συνέπεια, το κύκλωμα περιπλέκεται κάπως και προστίθενται πρόσθετα στοιχεία.

Η μονάδα του κυκλώματος μετατροπέα, συναρμολογημένη κατά το κύκλωμα γέφυρας. Εδώ στη λειτουργία της μονάδας συμμετέχουν όχι δύο, αλλά τέσσερα βασικά τρανζίστορ. Εξάλλου, συχνά προτιμώνται τα ημιαγώγιμα στοιχεία πεδίου. Στο σχήμα: VT1…VT4 – τρανζίστορ; Tp – μετασχηματιστής ρεύματος; Uπ, Uν – μετατροπείς

Εντούτοις, είναι ακριβώς η διάταξη γέφυρας που εξασφαλίζει τη σύνδεση μεγάλου αριθμού λαμπτήρων (περισσοτέρων από δύο) σε ένα μπαλάστ. Κατά κανόνα, οι συσκευές που συναρμολογούνται κατά το κύκλωμα γέφυρας είναι σχεδιασμένες για ισχύ φορτίου από 100 W και άνω.

Επιλογές σύνδεσης λαμπτήρων φθορισμού

Ανάλογα με τις σχεδιαστικές λύσεις που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των συσκευών ελέγχου εκκίνησης, οι τρόποι σύνδεσης μπορούν να είναι πολύ διαφορετικοί.

Εάν ένα μοντέλο συσκευής υποστηρίζει, για παράδειγμα, τη σύνδεση ενός φωτιστικού, ένα άλλο μοντέλο μπορεί να υποστηρίζει πλέον την ταυτόχρονη λειτουργία τεσσάρων λαμπτήρων.

Η απλούστερη διάταξη τροφοδοσίας φωτιστικού μέσω ηλεκτρομαγνητικού στοιχείου ελέγχου εκκίνησης: 1 – νήμα θέρμανσης; 2 – εκκινητής; 3 – γυάλινος λαμπτήρας; 4 – πηνίο; L – φασική γραμμή τροφοδοσίας; N – ουδέτερη γραμμή

Η απλούστερη σύνδεση φαίνεται να είναι η επιλογή με ηλεκτρομαγνητική συσκευή, όπου τα βασικά στοιχεία του κυκλώματος είναι μόνο το πηνίο και ο εκκινητής.

Εδώ, από τη διεπαφή δικτύου, η φασική γραμμή συνδέεται σε έναν από τους δύο ακροδέκτες του πηνίου, ενώ το ουδέτερο καλώδιο οδηγείται σε έναν ακροδέκτη του λαμπτήρα φθορισμού.

Η φάση, εξομαλυσμένη στο πηνίο, απομακρύνεται από τον δεύτερο ακροδέκτη του και συνδέεται στον δεύτερο (αντίθετο) ακροδέκτη.

Οι υπόλοιπες δύο ελεύθερες ακροδέκτες του λαμπτήρα συνδέονται στην υποδοχή του εκκινητή. Αυτό, ουσιαστικά, είναι ολόκληρο το κύκλωμα, το οποίο χρησιμοποιούνταν παντού πριν την εμφάνιση των ηλεκτρονικών ημιαγώνιμων μοντέλων ΕΠΡΑ.

Επιλογή σύνδεσης δύο λαμπτήρων φθορισμού μέσω ενός στραγγαλιστικού πηνίου: 1 – πυκνωτής φίλτρου; 2 – στραγγαλιστικό πηνίο, ίδιας ισχύος με την ισχύ δύο φωτιστικών; 3, 4 – λαμπτήρες; 5, 6 – εκκινητές εκκίνησης; L – φασική γραμμή τροφοδοσίας; N – ουδέτερη γραμμή

Με βάση το ίδιο σχηματικό, υλοποιείται λύση σύνδεσης δύο λαμπτήρων φθορισμού, ενός στραγγαλιστικού πηνίου και δύο εκκινητών. Πράγματι, σε αυτή την περίπτωση απαιτείται η επιλογή του στραγγαλιστικού πηνίου με βάση την ισχύ, λαμβάνοντας υπόψη τη συνολική ισχύ των φωτιστικών αερίου.

Η έκδοση κυκλώματος με στραγγαλιστικό πηνίο μπορεί να τροποποιηθεί για την εξάλειψη του ελαττώματος του στροβοσκοπικού εφέ. Αυτό συμβαίνει αρκετά συχνά σε φωτιστικά με ηλεκτρομαγνητική διάταξη εκκίνησης και ρύθμισης.

Η τροποποίηση συνοδεύεται από την προσθήκη γέφυρας διόδου στο κύκλωμα, η οποία συνδέεται μετά το στραγγαλιστικό πηνίο.

Σύνδεση σε ηλεκτρονικές μονάδες

Οι επιλογές σύνδεσης λαμπτήρων φθορισμού σε ηλεκτρονικές μονάδες διαφέρουν κάπως. Κάθε ηλεκτρονική διάταξη εκκίνησης και ρύθμισης έχει ακροδέκτες εισόδου για την τροφοδοσία τάσης δικτύου και ακροδέκτες εξόδου για το φορτίο.

Ανάλογα με τη διαμόρφωση της ηλεκτρονικής διάταξης εκκίνησης και ρύθμισης, συνδέεται μία ή περισσότερες λαμπτήρες. Κατά κανόνα, στο σώμα της συσκευής οποιασδήποτε ισχύος, σχεδιασμένης για τη σύνδεση του αντίστοιχου αριθμού φωτιστικών, υπάρχει ένα σχηματικό διάγραμμα σύνδεσης.

Η διαδικασία σύνδεσης λαμπτήρων φθορισμού στη διάταξη εκκίνησης και ρύθμισης που λειτουργεί με ημιαγωγικά στοιχεία: 1 – διεπαφή για δίκτυο και γείωση; 2 – διεπαφή για φωτιστικά; 3,4 – φωτιστικά; L – φασική γραμμή τροφοδοσίας; N – ουδέτερη γραμμή; 1…6 – επαφές διεπαφής

Στο παραπάνω σχήμα, για παράδειγμα, προβλέπεται τροφοδοσία το πολύ δύο λαμπτήρων φθορισμού, καθώς στο κύκλωμα χρησιμοποιείται μοντέλο μπάλαστ δύο λαμπτήρων.

Οι δύο διεπαφές της συσκευής έχουν σχεδιαστεί ως εξής: η μία για τη σύνδεση της τάσης δικτύου και του αγωγού γείωσης, η δεύτερη για τη σύνδεση των λαμπτήρων. Αυτή η επιλογή είναι επίσης από τη σειρά των απλών λύσεων.

Μια ανάλογη συσκευή, αλλά σχεδιασμένη πλέον για εργασία με τέσσερις λαμπτήρες, διαφέρει από την ύπαρξη αυξημένου αριθμού ακροδεκτών στη διεπαφή σύνδεσης φορτίου. Η διεπαφή δικτύου και η γραμμή σύνδεσης γείωσης παραμένουν αμετάβλητες.

Η καλωδίωση σύνδεσης σύμφωνα με την έκδοση τεσσάρων λαμπτήρων. Ως διάταξη εκκίνησης και ρύθμισης χρησιμοποιείται επίσης ηλεκτρονική ημιαγωγική διάταξη εκκίνησης και ρύθμισης. Στο σχήμα, 1…10 – επαφές διεπαφής της διάταξης εκκίνησης και ρύθμισης

Ωστόσο, παράλληλα με απλές διατάξεις – μίας, δύο, τεσσάρων λαμπτήρων – συναντώνται κατασκευές εκκίνησης και ρύθμισης, των οποίων το σχηματικό προβλέπει τη χρήση της λειτουργίας ρύθμισης της φωτεινότητας λαμπτήρων φθορισμού με τη βοήθεια.

Αυτά είναι τα λεγόμενα ελεγχόμενα μοντέλα ρυθμιστών. Συνιστούμε να εξοικειωθείτε λεπτομερέστερα με την αρχή λειτουργίας του ρυθμιστή ισχύος των φωτιστικών συσκευών.

Σε τι διαφέρουν αυτές οι συσκευές από τις ήδη εξετασθείσες; Στο ότι, εκτός από τη σύνδεση δικτύου και φορτίου, διαθέτουν επίσης μια διεπαφή για σύνδεση τάσης ελέγχου, η οποία συνήθως είναι 1-10 βολτ συνεχούς ρεύματος.

Διαμόρφωση τεσσάρων λαμπτήρων με δυνατότητα σταδιακής ρύθμισης φωτεινότητας: 1 – διακόπτης λειτουργίας; 2 – επαφές τροφοδοσίας τάσης ελέγχου; 3 – επαφή γείωσης; 4, 5, 6, 7 – λαμπτήρες φθορισμού; L – γραμμή φάσης τροφοδοσίας; N – ουδέτερη γραμμή; 1…20 – επαφές διεπαφής της συσκευής εκκίνησης καί ρύθμίσης

Έτσι, η ποικιλία διαμορφώσεων των ηλεκτρονικών μονάδων εκκίνησης και ρύθμισης επιτρέπει τη δημιουργία συστημάτων φωτιστικών συσκευών διαφορετικών επιπέδων. Δεν αναφέρεται μόνο στο επίπεδο ισχύος καί κάλυψης επιφανειών, αλλά καί στο επίπεδο ελέγχου.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Το βίντεο, βασισμένο στην πρακτική ενός ηλεκτρολόγου, περιγράφει καί δείχνει — ποια συσκευή από τις δύο πρέπει να θεωρείταί από τον τελικό χρήστη ως πιο ποιοτική καί πρακτική.

Αυτό το θέμα επιβεβαιώνει για άλλη μια φορά ότι οι απλές λύσεις φαίνονται αξιόπιστες καί ανθεκτικές:

Εν τω μεταξύ, οί ηλεκτρονικοί ρυθμιστές εκκίνησης (ballasts) συνεχίζουν να βελτιώνονταί. Νέα μοντελα τέτοιων συσκευών εμφανίζονταί περιοδικά στην αγορώ. Οί ηλεκτρονικές κατασκεές δεν είναί επίσης απαλλαγμένες από μειονεκτήματα, αλλά σε σύγκριση με τις ηλεκτρομαγνητικές εκδοχές, παρουσιάζουν σαφώς καλύτερες τεχνικές καί λειτουργικές ιδιότητες.

Γνωρίζετε θέματα σχετικά με την αρχή λειτουργίας καί τα διαγράμματα σύνδεσης των ηλεκτρονικών ρυθμιστών εκκίνησης καί θέλετε να συμπληρώσετε το παραπάνω υλικό με προσωπικές παρατηρήσεις; Ή θέλετε να μοιραστείτε χρήσμεσ συμβουλέσ σχετικά με τισ λεπτομέρειες επισκευής, αντικατάστασης ή επιλογής μιας συσκευής εκκίνησης καί ρύθμισης; Παρακαλούμε γράψτε τα σχόλιά σας σε αυτήν την καταχώρηση στο παρακάτω πλαίσιο.