Elektronična predstikalna naprava (EPN) za fluorescenčne žarnice: kaj je, kako deluje, sheme priključitve žarnic z EPN

Vas zanima, zakaj je potreben elektronski modul EPRA za fluorescenčne sijalke in kako ga je treba priključiti? Pravilna montaža energijsko varčnih svetil bo večkrat podaljšala njihovo življenjsko dobo, kajne? Toda vi ne veste, kako priključiti EPRA in ali je to potrebno storiti?

Povedali vam bomo o namenu elektronskega modula in njegovi priključitvi – v članku so obravnavane konstrukcijske značilnosti te naprave, zahvaljujoč kateremu se oblikuje tako imenovana startna napetost, ter se vzdržuje optimalen delovni režim svetil.

Podane so principialne sheme povezave fluorescenčnih sijalk z uporabo elektronske zagonske naprave, ter video priporočila za uporabo tovrstnih naprav. Ki so neločljiv del sheme plinskih razelektritvenih sijalk, kljub temu da se lahko konstrukcijska izvedba tovrstnih svetlobnih virov precej razlikuje.

Konstrukcije zagonsko-regulacijskih modulov

Konstrukcije industrijskih in gospodinjskih fluorescenčnih sijalk so praviloma opremljene z moduli EPRA. Kratica se bere povsem razumljivo – elektronska zagonsko-regulacijska naprava.

Elektromagnetna naprava starega tipa

Če pogledamo konstrukcijo te naprave iz serije elektromagnetne klasike, lahko takoj opazimo očitno pomanjkljivost – okornost modula.

Res pa je, da so konstruktorji vedno stremeli k zmanjšanju gabaritnih dimenzij EMPRA. Do neke mere jim je to uspelo, sodeč po sodobnih modifikacijah že v obliki EPRA.

Nabor funkcionalnih elementov elektromagnetne zagonsko-regulacijske naprave. Njeni sestavni deli so, kot je razvidno, le dve komponenti – dušilka (tako imenovani balast) in zaganjalnik (shema oblikovanja razelektritve).

Okornost elektromagnetne konstrukcije je posledica vključitve velike dušilke v shemo – obveznega elementa, namenjenega glajenju omrežne napetosti in delovanju kot balast.

Poleg dušilke so v sestavi sheme EMPRA vključeni zaganjalniki (eden ali dva). Očitna je odvisnost kakovosti njihovega delovanja in vzdržljivosti sijalke, saj napaka zaganjalnika povzroči lažen zagon, kar pomeni preobremenitev toka na žarilnih nitkah.

Tako izgleda ena od konstrukcijskih različic štarterja elektromagnetnega predstikalnega modula fluorescenčnih sijalk. Obstaja veliko drugih konstrukcij, pri katerih so razlike v velikostih in materialih ohišja.

Poleg nezanesljivosti štarterskega vžiga fluorescenčne sijalke trpijo zaradi učinka stroboskopije. Kaže se v obliki utripanja s frekvenco, ki je blizu 50 Hz.

Končno, predstikalna naprava povzroča znatne energetske izgube, torej na splošno zmanjšuje izkoristek fluorescenčnih sijalk.

Izpopolnitev konstrukcije do EPRA

Od devetdesetih let dalje so se sheme fluorescenčnih sijalk vedno pogosteje dopolnjevale z izboljšano konstrukcijo predstikalnega modula.

Osnovo posodobljenega modula so sestavili polprevodniški elektronski elementi. Posledično so se zmanjšale dimenzije naprave, kakovost delovanja pa je na višji ravni.

Rezultat modifikacije elektromagnetnih regulatorjev so elektronske polprevodniške naprave za vžig in uravnavanje svetlobe fluorescenčnih sijalk. S tehničnega vidika se odlikujejo z višjimi obratovalnimi lastnostmi.

Uvedba polprevodniških EPRA je praktično povzročila popolno odpravo pomanjkljivosti, ki so bile prisotne v shemah zastarelih naprav.

Elektronski moduli kažejo kakovostno stabilno delovanje in podaljšujejo življenjsko dobo fluorescenčnih svetilk.

Višji izkoristek, gladko uravnavanje svetlosti, povečan faktor moči – vse so to prednostni kazalniki novih modulov EPRA.

Iz česa je sestavljena naprava?

Glavni sestavni elementi sheme elektronskega modula so:

• usmerniška naprava;
• filter elektromagnetnega sevanja;
• korektor faktorja moči;
• filter za glajenje napetosti;
• inverterska shema;
• dušilni element.

Shema predvideva eno od dveh različic – mostično ali polmostično. Konstrukcije, kjer se uporablja mostična shema, praviloma podpirajo delo z visoko zmogljivimi sijalkami.

Približno za takšne svetlobne naprave (moči od 100 vatov) so zasnovani predstikalni moduli, izvedeni po mostični shemi. Ta poleg podpore moči pozitivno vpliva na značilnosti napajalne napetosti.

Medtem pa se v sestavu fluorescenčnih svetilk večinoma uporabljajo moduli, zgrajeni na podlagi polmostične sheme.

Takšne naprave na trgu pogosteje srečamo v primerjavi z mostičnimi, saj za tradicionalno uporabo zadostujejo svetilke moči do 50 W.

Značilnosti delovanja naprave

Delovanje elektronike lahko pogojno razdelimo na tri delovne faze. Najprej se vključi funkcija predgretja žarilnih nitk, kar je pomemben dejavnik za vzdržljivost plinskih svetlobnih naprav.

Ta funkcija se zdi še posebej potrebna v pogojih nizkotemperaturnega okolja.

Pogled na delovno elektronsko ploščo enega od modelov predstikalnega modula s polprevodniškimi elementi. Ta majhna lahka plošča popolnoma nadomesti funkcionalnost masivne dušilke in doda vrsto izboljšanih lastnosti.

Nato shema modula zažene funkcijo generiranja impulza visokonapetostne impedance – napetostna raven je približno 1,5 kV.

Prisotnost napetosti take magnitude med elektrodama neizogibno spremlja preboj plinskega medija v cevi fluorescenčne sijalke – vžig sijalke.

Končno se vključi tretja faza delovanja sheme modula, katere glavna funkcija je ustvarjanje stabilizirane napetosti za gorenje plina v cevi.

Raven napetosti je v tem primeru relativno nizka, kar zagotavlja majhno porabo energije.

Principialna shema zagonskega regulatorja

Kot že omenjeno, pogosto uporabljena konstrukcija je modul EPRA, sestavljen po dvotaktni polmostni shemi.

Principialna shema polmostne naprave za zagon in uravnavanje parametrov fluorescenčnih svetil. Vendar to še zdaleč ni edina shema, ki se uporablja za izdelavo EPRA.

Takšna shema deluje v naslednjem zaporedju:

1. Omrežna napetost 220 V prispe na diodni most in filter.
2. Na izhodu filtra se ustvari enosmerna napetost 300–310 V.
3. Z inverterskim modulom se povečuje frekvenca napetosti.
4. Napetost iz inverterja prehaja na simetrični transformator.
5. Na transformatorju se s pomočjo krmilnih stikal oblikuje potreben delovni potencial za fluorescenčno sijalko.

Krmilna stikala, nameščena v tokokrogu dveh odsekov primarnega navitja in na sekundarnem navitju, uravnavajo zahtevano moč.

Zato se na sekundarnem navitju oblikuje lasten potencial za vsako fazo delovanja sijalke. Na primer, med segrevanjem žarilnih nitk en, v načinu običajnega delovanja pa drug.

Oglejmo si principialno shemo polmostnega EPRA za sijalke z močjo do 30 W. Tu se omrežna napetost usmerja s sklopom štirih diod.

Usmerjena napetost z diodnega mostu pride do kondenzatorja, kjer se zgladi po amplitudi in filtrira harmonične komponente.

Kakovost delovanja vezja je odvisna od pravilne izbire elektronskih elementov. Normalno delovanje označuje parameter toka na pozitivnem priključku kondenzatorja C1. Trajanje impulza vžiga svetilke določa kondenzator C4.

Potem se preko invertirajočega dela vezja, sestavljenega na dveh ključnih tranzistorjih (polmost), napetost, ki prihaja iz omrežja s frekvenco 50 Hz, pretvori v potencial z višjo frekvenco – od 20 kHz.

Ta se že dovaja na sponke fluorescenčne svetilke za zagotovitev delovnega načina.

Približno po enakem principu deluje mostično vezje. Razlika je le v tem, da v njem nista uporabljena dva inverterja, ampak štirje ključni tranzistorji. Posledično se vezje nekoliko zaplete, dodani so dodatni elementi.

Vozlišče vezja inverterja, sestavljeno po mostični shemi. Tu pri delovanju vozlišča sodelujejo ne dva, ampak štirje ključni tranzistorji. Poleg tega se pogosto daje prednost polprevodniškim elementom poljske strukture. Na shemi: VT1…VT4 – tranzistorji; Tp – tokovni transformator; Up, Un – pretvorniki.

Medtem pa prav mostična varianta sestave omogoča priključitev večjega števila svetilk (več kot dveh) na enem balastu. Praviloma so naprave, sestavljene po mostični shemi, zasnovane za moč obremenitve od 100 W in več.

Možnosti priključitve fluorescenčnih sijalk

Odvisno od shemskih rešitev, uporabljenih v konstrukciji zagonskih regulatorjev, so možnosti priključitve lahko zelo različne.

Če en model naprave podpira na primer priključitev ene svetilke, lahko drug model že podpira sočasno delo štirih svetilk.

Najenostavnejša varianta napajanja svetilke preko elektromagnetnega zagonskega regulatornega elementa: 1 – žarilna nitka; 2 – zaganjalnik; 3 – steklena žarnica; 4 – dušilka; L – fazna napajalna linija; N – ničelna linija

Najpreprostejša priključitev se zdi varianta z elektromagnetno napravo, kjer sta glavna elementa vezja le dušilka in zaganjalnik.

Tu se od omrežnega vmesnika fazna linija poveže na eno od dveh sponk dušilke, ničelni vodnik pa se pripelje na eno sponko fluorescenčne svetilke.

Faza, zglajena na dušilki, se odvzame z njene druge sponke in poveže na drugo (nasprotno) sponko.

Preostali prosti dve sponki svetilke se povežeta na vtičnico zaganjalnika. To je pravzaprav celotno vezje, ki se je do pojava elektronskih polprevodniških modelov elektronskih balastov uporabljalo povsod.

Možnost priključitve dveh fluorescenčnih svetilk preko ene dušilke: 1 – filtrirni kondenzator; 2 – dušilka, po moči enaka moči dveh svetlobnih naprav; 3, 4 – sijalki; 5,6 – zaganjalnika; L – fazni napajalni vod; N – ničelni vod

Na podlagi iste sheme se izvede rešitev s priključitvijo dveh fluorescenčnih sijalk, ene dušilke in dveh zaganjalnikov. Vendar je v tem primeru treba dušilko izbrati po moči glede na skupno moč plinskih svetilk.

Shemsko različico z dušilko je mogoče predelati z namenom odprave napake strobiranja. Ta se pogosto pojavlja prav na svetilkah z elektromagnetno predstikalno napravo.

Predelava spremlja dopolnitev sheme z diodnim mostom, ki se vključi za dušilko.

Priključitev na elektronske module

Možnosti priključitve fluorescenčnih sijalk na elektronskih modulih se nekoliko razlikujejo. Vsak elektronski predstikalni aparat ima vhodne sponke za dovod omrežne napetosti in izhodne sponke za obremenitev.

Glede na konfiguracijo EPN se priključi ena ali več sijalk. Praviloma je na ohišju naprave katere koli moči, ki je zasnovana za priključitev ustreznega števila svetilk, priložena shema vezave.

Vrstni red priključitve fluorescenčnih svetilk na napravo za zagon in uravnavanje, ki deluje na polprevodniških elementih: 1 – vmesnik za omrežje in ozemljitev; 2 – vmesnik za svetilke; 3,4 – svetilki; L – fazni napajalni vod; N – ničelni vod; 1…6 – kontakti vmesnika

Na shemi zgoraj je na primer predvideno napajanje največ dveh fluorescenčnih sijalk, saj je v shemi uporabljen model dvojnega balasta.

Dva vmesnika naprave sta zasnovana tako: en za priključitev omrežne napetosti in ozemljitvenega vodnika, drugi za priključitev sijalk. Tudi ta možnost je iz serije preprostih rešitev.

Podoben aparat, vendar zasnovan za delo s štirimi sijalkami, se razlikuje po povečanem številu sponk na vmesniku za priključitev obremenitve. Omrežni vmesnik in vod za priključitev ozemljitve ostaneta nespremenjena.

Razvod priključitve po štirih sijalkah. Kot naprava za zagon in uravnavanje se prav tako uporablja elektronska polprevodniška EPN. Na shemi 1…10 – kontakti vmesnika naprave za zagon in uravnavanje

Vendar pa se poleg preprostih naprav – eno-, dvo-, štirisijalk – pojavljajo tudi predstikalne konstrukcije, katerih sheme predvidevajo uporabo funkcije uravnavanja svetlosti fluorescenčnih sijalk s pomočjo.

To so tako imenovani krmiljeni modeli regulatorjev. Priporočamo, da se podrobneje seznanite z načelom delovanja regulatorja moči svetilnih naprav.

Kako se te naprave razlikujejo od že obravnavanih naprav? Po tem, da so poleg omrežnega in obremenitvenega opremljene še z vmesnikom za priključitev krmilne napetosti, katere raven je običajno 1–10 voltov enosmernega toka.

Štirisvetilna konfiguracija z možnostjo gladkega uravnavanja svetilnosti: 1 – stikalo načina; 2 – kontakti za dovod krmilne napetosti; 3 – ozemljitveni kontakt; 4, 5, 6, 7 – fluorescenčne sijalke; L – fazni napajalni vod; N – ničelni vod; 1…20 – kontakti vmesnika naprave za zagon in uravnavanje

Tako raznolikost konfiguracij elektronskih krmilnih modulov omogoča organizacijo sistemov svetilnih naprav različnih ravni. Pri tem ne gre le za raven moči in pokritosti površin, temveč tudi za raven upravljanja.

Zaključki in koristen video na to temo

Video gradivo, narejeno na podlagi prakse elektromonterja, pripoveduje in prikazuje – katero od obeh naprav naj končni uporabnik prepozna kot kakovostnejšo in praktičnejšo.

Ta pripoved še enkrat potrjuje, da so preproste rešitve videti zanesljive in trajne:

Medtem se EPRA še naprej izboljšujejo. Na trgu se občasno pojavljajo novi modeli takih naprav. Elektronske izvedbe prav tako niso brez pomanjkljivosti, vendar v primerjavi z elektromagnetnimi različicami očitno kažejo boljše tehnične in obratovalne lastnosti.

Se spoznate na vprašanja načela delovanja in shem priključitve EPRA ter želite dopolniti zgoraj navedeno gradivo z lastnimi opažanji? Ali želite deliti koristna priporočila o podrobnostih popravila, zamenjave ali izbire krmilne naprave? Prosimo, napišite svoje komentarje k temu zapisu v spodnji blok.