Zaganjalnik za fluorescentne sijalke: naprava, princip delovanja, označevanje + podrobnosti izbire

Zaganjalnik za fluorescenčne sijalke je del opreme elektromagnetnega predstikalnega regulatorja (EMPRA) in je namenjen vžigu živosrebrne sijalke.

Vsak model, ki ga izdela določen proizvajalec, ima različne tehnične lastnosti, vendar se uporablja za svetlobno tehniko, ki se napaja izključno iz izmeničnega omrežja, z mejno frekvenco, ki ne presega 65 Hz.

Predlagamo, da razumemo, kako je zgrajen zaganjalnik za fluorescenčne sijalke in kakšna je njegova vloga v svetilki. Poleg tega bomo navedli posebnosti različnih zagonskih naprav in povedali, kako izbrati pravi mehanizem.

Kako je zgrajena naprava?

Zaganjalnik je načeloma dokaj preprost. Element predstavlja majhna plinska razelektritvena svetilka, ki pri nizkem tlaku plina in majhnem toku lahko tvori tleči razelektritev.

Ta stekleni kompaktni balon je napolnjen z inertnim plinom – mešanico helija ali neona. Vanj so vtaljeni premični in nepremični kovinski elektrodi.

Vse elektrodne spirale sijalke so opremljene z dvema priključnima blokoma. Ena od sponk vsakega kontakta je uporabljena v vezju elektromagnetnega balasta. Ostale so priključene na katode zaganjalnika.

Razdalja med elektrodama zaganjalnika ni bistvena, zato jo je z omrežno napetostjo enostavno prebiti. Pri tem nastane tok in segrejejo se elementi, ki so v električnem tokokrogu z določeno mero upora. Prav zaganjalnik je med temi elementi.

Konstrukcije zaganjalnikov za fluorescenčne sijalke imajo skoraj enako zgradbo: 1 – dušilka; 2 – steklena bučka; 3 – živosrebrni hlapi; 4 – sponke; 5 – elektrode; 6 – ohišje; 7 – bimetalni kontakt; 8 – inertna plinska snov; 9 – volframove žarilne nitke fluorescentne sijalke; 10 – kaplja živega srebra; 11 – ločni razelektritev v bučki (+)

Bučka je nameščena znotraj ohišja iz plastike ali kovine, ki ima vlogo zaščitnega pokrova. Pri nekaterih vzorcih je na vrhu pokrova dodatno posebna opazovalna odprtina.

Najbolj zaželen material za izdelavo bloka je plastika. Stalni vpliv visokih temperaturnih pogojev omogoča, da vzdrži posebna sestava impregnacije – luminofor.

Naprave se proizvajajo z dvema nogicama, ki opravljata vlogo kontaktov. Izdelane so iz različnih vrst kovine.

Odvisno od vrste konstrukcije so lahko elektrode simetrično premične ali asimetrične z enim premičnim elementom. Njihovi izhodi potekajo skozi grlo žarnice.

Vzporedno z elektrodama žarnice je priključen kondenzator s kapaciteto 0,003–0,1 µF. To je pomemben element, ki zmanjšuje raven radijskih motenj in tudi sodeluje pri postopku vžiga žarnice.

Obvezni del v napravi je kondenzator, ki lahko gladi ekstratoke in hkrati razpira elektrode naprave ter s tem ugaša oblok, ki nastane med tokovodnimi elementi.

Brez tega mehanizma obstaja velika verjetnost zlitja kontaktov ob nastanku obloka, kar bistveno skrajša življenjsko dobo zaganjalnika.

V gospodinjstvu so najbolj priljubljeni primerki balastov s simetričnim sistemom kontaktov in električno shemo zagona. Takšni primerki so manj podvrženi vplivu padca napetosti v električnem omrežju.

Pravilno delovanje zaganjalnika je odvisno od napetosti napajalnega omrežja. Pri zmanjšanju nominalnih vrednosti na 70–80 % se lahko fluorescenčna sijalka ne vžge, ker ne bo prišlo do zadostnega segrevanja elektrod.

Pri izbiri ustreznega zaganjalnika je treba upoštevati določen model dnevne svetilke (fluorescenčne ali FL) ter dodatno analizirati tehnične značilnosti posamezne vrste in se odločiti za proizvajalca.

Načelo delovanja naprave

Ko se na svetlobno napravo pripelje omrežno napajanje, napetost teče skozi navitja dušilke FL in žarilno nitko, izdelano iz monokristalov volframa.

Nato se napetost pripelje do kontaktov zaganjalnika in med njima ustvari tlečo razelektritev, pri čemer pride do svetenja plinske snovi z njenim segrevanjem.

Ker je v napravi še en kontakt – bimetalni, se ta prav tako odziva na spremembe in se začne upogibati ter spreminjati obliko. Tako ta elektroda sklene električni krog med kontaktoma.

Vrednost toka, ki ga tvori tleča razelektritev, se giblje med 20 in 50 mA, kar je povsem dovolj za segrevanje bimetalne elektrode, ki je odgovorna za sklenitev vezja (+)

Zaprt krog, ki nastane v električni shemi fluorescenčne naprave, prevaja tok skozi sebe in segreva volframove nitke, ki nato začnejo oddajati elektrone s svoje segrete površine.

Tako se oblikuje termoelektronska emisija. Hkrati prihaja do segrevanja živosrebrnih hlapov, ki so v balonu.

Izobraženi tok elektronov prispeva k zmanjšanju napetosti, ki se iz omrežja nanaša na kontakte zaganjalnika, približno za polovico. Stopnja žarečega razelektritve začne padati skupaj s temperaturo žarenja.

Bimetalna plošča zmanjša svojo stopnjo deformacije, s čimer prekine verigo med anodo in katodo. Pretok toka skozi ta odsek se ustavi.

Sprememba njegovih vrednosti znotraj dušilne tuljave v prevodnem krogu povzroči nastanek elektromotorne sile indukcije.

Bimetalni kontakt takoj reagira s kratkotrajnim razelektritvijo v priključenem vezju: med volframovimi nitmi fluorescentne sijalke.

Njegova vrednost doseže več kilovoltov, kar je povsem dovolj za preboj inertnega okolja plinov z ogretimi živimi srebrom. Med koncema sijalke nastane električni oblok, ki proizvaja ultravijolično sevanje.

Ker tak spekter svetlobe ni viden človeku, je v konstrukciji sijalke luminofor, ki absorbira ultravijolično svetlobo. Posledično se prikaže standardni svetlobni tok.

Pri spremembi toka v krogu ali njegovi popolni prekinitvi sorazmerno pride do sprememb magnetnega pretoka skozi površino plošče, kar omejuje ta krog in vodi do vzbujanja EMS samoindukcije v tem vezju.

Vendar napetost na zaganjalniku, ki je priključen vzporedno s sijalko, ni dovolj za oblikovanje žarečega razelektritve, zato elektrode ostanejo v odprtem položaju med svetenjem dnevne svetlobe. Nato se zaganjalnik v delovni shemi ne uporablja.

Ker je treba po proizvodnji svetlobe omejiti vrednosti toka, se v vezje vnese elektromagnetni balast. S svojim induktivnim uporom služi kot omejevalna naprava, ki preprečuje okvare sijalke.

Vrste zaganjalnikov za fluorescenčne naprave

Glede na algoritem delovanja zaganjalne naprave delimo na tri glavne vrste: elektronske, toplotne in z žarečim razelektritvijo. Kljub temu da se mehanizmi razlikujejo v konstrukcijskih elementih in načelih delovanja, opravljajo enake funkcije.

Elektronski zaganjalnik

Procesi, ki se reproducirajo v sistemu kontaktov zaganjalnikov, niso nadzorovani. Poleg tega ima temperaturni režim okolja pomemben vpliv na njihovo delovanje.

Na primer, pri temperaturi pod 0°C se hitrost segrevanja elektrod upočasni, zato bo naprava porabila več časa za vžig svetlobe.

Pri segrevanju se kontakti lahko zvarijo drug z drugim, kar vodi do pregrevanja in uničenja spiral sijalke, torej do njene okvare.

Večina modelov elektronskih balastov za LDS je izdelanih na osnovi mikrovezja UBA 2000T. Takšen tip naprave omogoča odpravo pregrevanja elektrod, zaradi česar se bistveno podaljša življenjska doba kontaktov svetilke, posledično pa tudi njeno delovanje.

Tudi pravilno delujoče naprave se sčasoma obrabljajo. Dalj časa ohranjajo segretost kontaktov svetilke, s čimer zmanjšujejo njeno delovno življenjsko dobo.

Prav zaradi odpravljanja tovrstnih pomanjkljivosti v polprevodniški mikroelektroniki zaganjalnikov so bile uporabljene zapletene konstrukcije z mikrovezji. Omogočajo omejevanje števila ciklov postopka simulacije kratkega stika elektrod zaganjalnika.

V večini na trgu predstavljenih vzorcev je shematska zasnova elektronskega zaganjalnika sestavljena iz dveh funkcionalnih sklopov:

• upravljalnega vezja;
• visokonapetostnega stikalnega sklopa.

Kot primer lahko navedemo mikrovezje elektronskega vžigalnika UBA2000T podjetja PHILIPS in visokonapetostni tiristor TN22 proizvajalca STMicroelectronics.

Načelo delovanja elektronskega zaganjalnika temelji na prekinitvi tokokroga s segrevanjem. Nekateri vzorci imajo pomembno prednost – možnost pripravljenega načina vžiga.

Tako se prekinitev elektrod izvaja v zahtevani faznosti napetosti in ob pogoju optimalnih temperaturnih vrednosti segrevanja kontaktov.

Polprevodniški elementi elektronskega balasta morajo ustrezati glede ključnih delovnih značilnosti, in sicer razmerju vrednosti moči in omrežne napetosti priključene svetilne naprave.

Pomembno je, da se pri okvari svetilke in neuspešnih poskusih njenega zagona tovrstni mehanizem izklopi, če njihovo število (poskusov) doseže 7. Zato o predčasni okvari elektronskega zaganjalnika ne more biti govora.

Takoj ko bo žarnica zamenjana z delujočo, lahko naprava nadaljuje postopek zagona LČ. Edina pomanjkljivost te modifikacije je visoka cena.

V vezju z zaganjalnikom se kot dodatna metoda za zmanjšanje radijskih motenj lahko uporabljajo simetrične dušilke z navitjem, razdeljenim na enake dele, z enakim številom ovojev, navitih na skupno jedro.

Danes imajo proizvedeni balasti montažno-palčno konstrukcijo. Izvleček magnetne žice se izvaja iz jeklenih pločevin. Praviloma imajo takšne dušilke dva simetrična navitja.

Vsa področja tuljave so zaporedno povezana z enim od kontaktov svetilke. Ob vklopu bosta oba njegova elektroda delovala v enakih tehničnih pogojih, s čimer se zmanjša stopnja motenj.

Toplotni zaganjalnik

Ključna značilnost toplotnih vžigalnikov je dolg čas zagona fluorescenčnih sijalk. Tak mehanizem med delovanjem porabi veliko električne energije, kar negativno vpliva na njegove energetske lastnosti.

Toplotni zaganjalnik imenujemo tudi termobimetalni. Segrevanje kontaktov poteka s počasnostjo, kar ugodno vpliva na delovanje svetlobne naprave v nizkotemperaturnem okolju.

Praviloma se ta vrsta uporablja v pogojih nizkih temperatur. Delovni algoritem se bistveno razlikuje od analogov drugih vrst.

V primeru izklopa napajanja so elektrode naprave v zaprtem stanju, ob vklopu pa se ustvari impulz z visoko napetostjo.

Mehanizem tlečega razelektritve

Zaganjalni mehanizmi, ki temeljijo na principu tlečega razelektritve, imajo v svoji konstrukciji bimetalične elektrode.

Izdelani so iz kovinskih zlitin z različnimi koeficienti linearnega raztezanja pri segrevanju plošče.

Slabost vžigalnika s tlečo razelektritvijo je nizek nivo napetostnega impulza, zaradi česar ni zadostne zanesljivosti vžiga fluorescenčne sijalke.

Možnost vžiga sijalke je določena s trajanjem predhodnega segrevanja katod in vrednostmi toka, ki teče skozi svetlobno napravo v trenutku odprtja kontakta zaganjalnika.

Če ob prvem poskusu zaganjalnik ne vžge sijalke, bo samodejno ponavljal poskuse, dokler sijalka ne zasveti.

Zato se takšne naprave ne uporabljajo pri nizkih temperaturah ali neugodnem podnebju, na primer ob visoki vlažnosti.

Če ne bo zagotovljena optimalna raven segrevanja kontaktnega sistema, bo sijalka porabila veliko časa za vžig ali pa bo uničena. V skladu s standardi GOST čas, ki ga zaganjalnik porabi za vžig, ne sme presegati 10 sekund.

Zaganjalne naprave, ki opravljajo svoje funkcije s toplotnim principom ali tlečo razelektritvijo, so obvezno opremljene z dodatno napravo – kondenzatorjem.

Vloga kondenzatorja v vezju

Kot je bilo že omenjeno, se kondenzator nahaja v ohišju naprave vzporedno z njenimi katodami.

Ta element rešuje dve ključni nalogi:

1. Zmanjšuje stopnjo elektromagnetnih motenj, ki nastajajo v radijskem frekvenčnem območju. Pojavijo se zaradi stika elektrodnega sistema zaganjalnika in tistih, ki jih ustvarja sijalka.
2. Vpliva na postopek vžiga fluorescenčne sijalke.

Tak dodatni mehanizem zmanjša velikost impulzne napetosti, ki nastane pri odpiranju katod zaganjalnika, in podaljša njeno trajanje.

Kondenzator zmanjša verjetnost sprijemanja kontaktov. Če naprava nima kondenzatorja, napetost na žarnici precej hitro naraste in lahko doseže več tisoč voltov. Takšni pogoji zmanjšajo zanesljivost vžiga žarnice.

Ker uporaba dušilne naprave ne omogoča popolnega izničenja elektromagnetnih motenj, se na vhodu vezja uvedeta dva kondenzatorja, katerih skupna kapacitivnost znaša vsaj 0,016 µF. Povezana sta zaporedno z ozemljitvijo srednje točke.

Glavne pomanjkljivosti zaganjalnikov

Glavna pomanjkljivost zaganjalnikov je nezanesljivost konstrukcije. Okvara sprožilnega mehanizma povzroči lažni zagon – pojavi se več svetlobnih utripov, preden se vzpostavi poln svetlobni tok. Takšne okvare zmanjšajo življenjsko dobo volframovih niti žarnice.

Zaganjalne naprave povzročijo znatne izgube energije in znižajo izkoristek (učinkovitost) žarnice. Med pomanjkljivosti sodijo tudi odvisnost od napetosti in precejšnje odstopanje v času vklopa elektrod.

Pri fluorescenčnih sijalkah s časom narašča delovna napetost, medtem ko pri zaganjalniku – nasprotno – z daljšo življenjsko dobo pada napetost vžiga tlenja. Tako se lahko zgodi, da prižgana sijalka sproži njegovo delovanje, zaradi česar luč ugasne.

Razprti kontakti zaganjalnika ponovno prižgejo luč. Vsi ti procesi potekajo v delčku sekunde, uporabnik pa opazi le utripanje.

Utripajoči učinek draži mrežnico očesa, povzroča pa tudi pregrevanje dušilke, zmanjšanje njene življenjske dobe in izpad žarnice.

Podobne negativne posledice ima tudi veliko odstopanje v času kontaktnega sistema. Ta pogosto ne zadostuje za popolno predgretje katod žarnice.

Posledično naprava zasveti po več poskusih, kar spremlja podaljšan prehodni proces.

Če je zaganjalnik priključen v vezje z eno sijalko, v tem primeru ni mogoče zmanjšati svetlobnega utripanja.

Da bi zmanjšali negativni učinek, je priporočljivo uporabljati tovrstna vezja le v prostorih, kjer so uporabljene skupine sijalk (po 2–3 primerke), ki jih je treba priključiti na različne faze trifaznega omrežja.

Razlaga pomenov oznak

Splošno sprejete kratice za modele zaganjalnikov domače in tuje proizvodnje ni. Zato bomo osnove oznak obravnavali ločeno.

Dekodiranje oznake 90C-220: zaganjalnik, ki deluje z fluorescenčnimi sijalkami moči 90 W in nazivne napetosti 220 V (+).

V skladu z GOST je razlaga alfanumeričnih oznak [HH][C]-[HHH] na ohišju naprave naslednja:

• [XX] – številke, ki označujejo moč svetlobnega mehanizma: 60 W, 90 W ali 120 W;
• [S] – zaganjalnik;
• [XXX] – napetost, ki se uporablja za delovanje: 127 V ali 220 V.

Za izvedbo vžiga svetilk tuji razvijalci proizvajajo pripomočke z različnimi oznakami.

Elektronska oblika se proizvaja pri številnih podjetjih.

Najbolj znana na domačem trgu je Philips, ki proizvaja zaganjalnike naslednjih tipov:

• S2 so zasnovani za moč 4-22 W;
• S10 — 4-65 W.

Podjetje OSRAM je usmerjeno v proizvodnjo zaganjalnikov tako za posamezno priključitev svetlobnih naprav kot tudi za zaporedno. V prvem primeru gre za oznako S11 z omejitvijo moči 4-80 W, ST111 — 4-65 W. V drugem primeru pa na primer ST151 — 4-22 W.

Proizvedeni modeli zaganjalnikov so na voljo v širokem asortimanu. Ključni parametri, ki se upoštevajo pri izbiri, so sorazmerne vrednosti z značilnostmi fluorescenčnih sijalk.

Na kaj paziti pri izbiri?

Pri izbiri zagonskega mehanizma se ni dovolj zanašati le na ime razvijalca in cenovni razpon, čeprav je treba upoštevati tudi ta dejavnika, saj kažeta na kakovost naprave.

V tem primeru so v prednosti zanesljive naprave, ki so se v praksi dobro izkazale. Vredno je biti pozoren na naslednja podjetja: Philips, Sylvania in OSRAM.

Zaganjalnik FS-11 blagovne znamke Sylvania. Izbere se za dnevne svetilke z močjo 4-65 W. Lahko se uporablja v omrežju izmeničnega toka. Deluje na principu tleče razelektritve.

Najosnovnejši obratovalni parametri zaganjalnika so naslednje tehnične značilnosti:

1. Vžigalni tok. Ta vrednost mora biti višja od delovne napetosti svetilke, vendar ne nižja od napajalnega omrežja.
2. Osnovna napetost. Pri priključitvi v enosvetilno shemo se uporablja naprava na 220 V, pri dvosvetilno pa na 127 V.
3. Raven moči.
4. Kakovost ohišja in njegova odpornost proti ognju.
5. Življenjska doba. Pri standardnih pogojih uporabe mora zaganjalnik vzdržati vsaj 6000 vklopov.
6. Trajanje segrevanja katod.
7. Tip uporabljenega kondenzatorja.

Prav tako je treba upoštevati induktivno nasprotovanje tuljave in koeficient usmerjanja, ki določa razmerje med povratnim in prevodnim uporom pri enosmerni napetosti.

Dodatne informacije o napravi, delovanju in priključitvi zagonsko-regulacijskega mehanizma fluorescenčnih sijalk so predstavljene v tem članku.

Zaključki in koristen video na to temo

Pomoč pri izbiri potrebne balastne naprave za dnevno svetilko:

Zaganjalnik za fluorescenčne naprave: osnove označevanja in konstrukcijska zasnova aparata:

Teoretično je čas delovanja zaganjalnika enakovreden življenjski dobi svetilke, ki jo vžiga. Kljub temu je treba upoštevati, da s časom intenzivnost napetosti tleče razelektritve pada, kar vpliva na delovanje fluorescenčne naprave.

Vendar proizvajalci priporočajo, da hkrati zamenjate tako zaganjalnik kot žarnico. Za nakup ustrezne različice je najprej vredno preučiti glavne parametre naprav.

Delite z bralci svoje izkušnje pri izbiri zaganjalnika za fluorescenčne sijalke. Prosimo, pustite komentarje, postavljajte vprašanja o temi članka in sodelujte v razpravah – obrazec za povratne informacije se nahaja spodaj.