Elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen

Lichtquellen, die als Lumineszenzlampen bezeichnet werden, benötigen im Gegensatz zu mit Filamenten ausgestatteten Analoga Startvorrichtungen, die als Vorschaltgeräte bezeichnet werden.

Was ist Ballast?

Vorschaltgerät für LDS (Leuchtstofflampen) gehört zur Kategorie der Vorschaltgeräte, die als Strombegrenzer eingesetzt werden. Ihre Notwendigkeit ergibt sich, wenn die elektrische Last nicht ausreicht, um den Stromverbrauch wirksam zu begrenzen.

Ein Beispiel ist eine herkömmliche Lichtquelle, die zur Kategorie der Gasentladung gehört. Es ist ein Gerät mit negativem Widerstand.

Abhängig von der Implementierung kann der Ballast sein:

• gewöhnlicher Widerstand;
• Kapazität (mit Reaktanz) sowie eine Drossel;
• analoge und digitale Schaltungen.

Berücksichtigen Sie die gängigsten Implementierungsoptionen.

Arten von Ballast

Die gebräuchlichste elektromagnetische und elektronische Ausführung von Vorschaltgeräten. Wir werden Ihnen ausführlich über jeden von ihnen erzählen.

Elektromagnetische Umsetzung

In dieser Ausführungsform basiert der Betrieb auf der Induktivität des Induktors (er ist mit der Lampe in Reihe geschaltet). Das zweite notwendige Element ist der Anlasser, der den für das „Zünden“ notwendigen Vorgang regelt. Dieses Element ist eine kompakte Lampe, die zur Kategorie der Gasentladung gehört. In ihrer Glühbirne befinden sich Elektroden aus Bimetall (es ist erlaubt, eine davon aus Bimetall herzustellen). Schließen Sie den Anlasser parallel zur Lampe an. Die beiden Vorschaltgeräte sind unten dargestellt.

Die Arbeit erfolgt nach folgendem Prinzip:

• Wenn innerhalb der Starterlampe Spannung anliegt, wird eine Entladung erzeugt, die zur Erwärmung der Bimetallelektroden führt, wodurch sie sich schließen.
• Ein Kurzschließen der Starterelektroden führt zu einer mehrfachen Erhöhung des Betriebsstroms, da dieser nur durch den Innenwiderstand der Induktorspule begrenzt ist;
• Infolge der Erhöhung des Betriebsstrompegels der Lampe werden ihre Elektroden erwärmt;
• der Anlasser kühlt ab und seine Bimetallelektroden öffnen sich;
• Das Öffnen des Stromkreises mit einem Anlasser führt zum Auftreten eines Hochspannungsimpulses in der Induktionsspule, wodurch eine Entladung im Inneren des Quellkolbens auftritt, die zu dessen "Zündung" führt.

Nachdem das Beleuchtungsgerät in den Normalbetrieb übergegangen ist, ist die Spannung an ihm und am Anlasser um etwa die Hälfte niedriger als die Netzspannung, was nicht ausreicht, um letztere auszulösen. Das heißt, es befindet sich im geöffneten Zustand und beeinträchtigt den weiteren Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung nicht.

Diese Art von Vorschaltgerät ist einfach zu implementieren und kostengünstig. Wir sollten jedoch nicht vergessen, dass diese Version von Vorschaltgeräten eine Reihe von Nachteilen aufweist, wie z:

• Es dauert ein bis drei Sekunden, um sich zu „entzünden“. Außerdem nimmt diese Zeit während des Betriebs stetig zu.
• Quellen mit elektromagnetischem Vorschaltgerät flackern während des Betriebs, was zu Ermüdung der Augen und Kopfschmerzen führen kann;
• Der Stromverbrauch von elektromagnetischen Geräten ist viel höher als der von elektronischen Geräten.
• Während des Betriebs wird von der Drossel ein charakteristisches Geräusch abgegeben.

Diese und andere Nachteile von elektromagnetischen Startvorrichtungen für LDS haben dazu geführt, dass solche Vorschaltgeräte derzeit praktisch nicht verwendet werden. Sie wurden durch "digitale" und analoge elektronische Vorschaltgeräte ersetzt.

Elektronische Umsetzung

Ein elektronisches Vorschaltgerät ist im Wesentlichen ein Spannungswandler, mit dem der LDS mit Strom versorgt wird. Das Bild eines solchen Gerätes ist im Bild dargestellt.

Es gibt viele Möglichkeiten, elektronische Vorschaltgeräte zu realisieren. Man kann sich ein gemeinsames Blockschaltbild vorstellen, das für viele Geräte dieser Art charakteristisch ist und mit wenigen Ausnahmen in allen elektronischen Vorschaltgeräten verwendet wird. Ihr Bild ist in der Abbildung dargestellt.

Viele Hersteller fügen dem Gerät einen Leistungsfaktorkorrekturblock sowie eine Helligkeitsregelungsschaltung hinzu.

Es gibt zwei gängige Möglichkeiten, um LDS-Quellen mithilfe der Implementierung eines elektronischen Vorschaltgeräts zu starten:

1. Vor dem Anlegen des Zündpotentials an die LDS-Kathoden werden diese vorgewärmt. Durch die hohe Frequenz der ankommenden Spannung werden zwei Aufgaben gelöst: Eine deutliche Effizienzsteigerung und ein Flimmern werden eliminiert. Beachten Sie, dass die Zündung je nach Ausführung des Vorschaltgeräts sofort oder allmählich erfolgen kann (dh die Helligkeit der Quelle wird allmählich erhöht).
2. ein kombiniertes verfahren, das sich dadurch auszeichnet, dass ein schwingkreis am „zündprozess“ teilnimmt, der in resonanz geraten muss, bevor eine entladung im lds-kolben erfolgt. Während der Resonanz tritt ein Anstieg der an die Kathoden gelieferten Spannung auf, und ein Anstieg des Stroms stellt deren Erwärmung sicher.

In den meisten Fällen wird bei einer kombinierten Startmethode die Schaltung so implementiert, dass der Thread Das Filament der LDS-Kathode (nach Reihenschaltung durch die Kapazität) ist Teil Kontur. Wenn eine Entladung in einem gasförmigen Medium einer Lumineszenzquelle auftritt, führt dies zu einer Änderung der Parameter des Schwingkreises. Dadurch verlässt er den Resonanzzustand. Dementsprechend gibt es einen Spannungsabfall zum Normalmodus. Ein Beispiel für die Schaltung einer solchen Vorrichtung ist in der Figur dargestellt.

In diesem Schema ist der Oszillator auf zwei Transistoren aufgebaut. Der LDS erhält Strom von der Wicklung 1-1 (die am Transformator Tr hochgesetzt wird). Darüber hinaus sind Elemente wie die Kapazität C4 und die Induktivität L1 ein Reihenschwingkreis mit einer Resonanzfrequenz, die sich von der vom Oszillator erzeugten unterscheidet. Ähnliche elektronische Vorschaltgeräte sind in vielen preisgünstigen Tischleuchten üblich.

Video: Wie man ein Vorschaltgerät für Lampen herstellt

Apropos elektronisches Vorschaltgerät, man kann nicht umhin, kompakte LDS zu erwähnen, die für die Standardpatronen E27 und E14 ausgelegt sind. Bei solchen Geräten ist das Vorschaltgerät in das Gesamtkonzept integriert.

Als Beispiel für die Implementierung ist im Folgenden das Vorschaltdiagramm des energiesparenden 21W Osram LDS dargestellt.

Es ist anzumerken, dass aufgrund der Konstruktionsmerkmale ernsthafte Anforderungen an die elektronischen Elemente solcher Geräte gestellt werden. Bei Produkten unbekannter Hersteller kann eine einfachere Elementbasis verwendet werden, die häufig zum Ausfall kompakter LDS führt.

Die vorteile

Elektronische Geräte haben viele Vorteile gegenüber elektromagnetischen Vorschaltgeräten. Wir listen die wichtigsten auf:

• Elektronische Vorschaltgeräte verursachen während des Betriebs kein Flimmern des LDS und verursachen keine Nebengeräusche.
• Die Schaltung elektronischer Elemente verbraucht weniger Energie, ist leichter und kompakter.
• die Möglichkeit der Implementierung einer Heißstartschaltung, in welchem ​​Fall die LDS-Kathoden vorgewärmt werden. Dank dieses Einschlussmodus wird die Lebensdauer der Quelle erheblich verlängert.
• Das elektronische Vorschaltgerät benötigt keinen Starter, da es für die Bildung der für den Start und Betrieb notwendigen Spannungsniveaus verantwortlich ist.