Indutor para lâmpadas fluorescentes: diagrama de fiação

Apesar da crescente demanda por fontes de luz LED, as lâmpadas fluorescentes ainda estão no auge. Isso se deve em grande parte ao custo relativamente baixo do dispositivo de iluminação e dos reatores (daqui em diante reatores) necessários para sua operação. Considere o propósito funcional e princípio de funcionamento deste último.

Funções principais

Não é possível conectar fontes de luz luminescente diretamente à rede elétrica. Existem os seguintes motivos para isso:

• para criar uma descarga estável em uma lâmpada fluorescente, é necessário pré-aquecer seus eletrodos e aplicar um pulso inicial;
• como as fontes de luz de descarga de gás têm resistência diferencial negativa, um aumento na corrente é característico delas após entrar no modo de operação. Deve ser limitado para evitar a falha da fonte de luz.

Pelas razões descritas acima, é necessário o uso de reatores.

Princípio de funcionamento

Vamos considerar o princípio de operação de um indutor eletromagnético usando um exemplo de um esquema típico de conexão para lâmpadas do tipo descarga de gás.

O diagrama indica:

• EL - lâmpada de descarga de gás (luminescente);
• SF - iniciador, é um dispositivo que consiste em um balão cheio de gás inerte, no interior são contatos feitos de bimetálico. Um capacitor é instalado em paralelo ao balão;
• LL - indutor (eletromagnético);
• espirais de lâmpadas (1 e 2);
• C - capacitor (compensa a potência reativa), sua capacidade depende da potência da lâmpada, a tabela de correspondência é mostrada abaixo.

Potência de uma fonte de descarga de gás (W)	Capacitância Capacitância (μF)
15	4,50
18	4,50
30	4,50
36	4,50
58	7,00

Existem dispositivos nos circuitos dos quais não há capacitor de compensação, isso é inaceitável, já que a carga reativa leva às seguintes conseqüências negativas:

• há um aumento no consumo de energia, o que leva ao aumento do consumo de energia;
• reduziu significativamente a vida útil do equipamento.

Agora procedemos diretamente ao princípio de operação do esquema típico acima. Convencionalmente, pode ser dividido nas seguintes etapas:

• quando conectado à rede elétrica, através do circuito o estrangulador “LL” - bobina “1” - partida “SF” - bobina “2” começa a passar corrente, cuja força é de 40 a 50 mA;
• sob a influência deste processo, um gás inerte é ionizado no balão de partida, o que leva a um aumento na força de corrente e aquecimento de contatos bimetálicos;
• os eletrodos aquecidos no starter fecham, isso provoca um aumento acentuado na força atual, até cerca de 600 mA. Seu crescimento adicional limita a indutância do indutor;
• devido ao aumento da força da corrente no circuito, as espirais são aquecidas (1 e 2), como resultado dos elétrons emitidos por elas, a mistura gasosa é aquecida, o que leva a uma descarga;
• Sob a influência da descarga, ocorre radiação ultravioleta, que entra no revestimento do fósforo. Como resultado, brilha no espectro visível;
• quando a fonte de luz é “acesa”, sua resistência diminui, respectivamente, a tensão no indutor diminui (até 110 V);
• contatos de partida frios e abertos.

Conexão em tandem

O diagrama abaixo mostra onde duas lâmpadas fluorescentes estão conectadas em série.

O princípio de operação do circuito apresentado não difere de uma conexão típica, a única diferença está nos parâmetros dos iniciadores. Com uma conexão de duas lâmpadas, são usados ​​arrancadores, com uma tensão de ruptura de 110 V (tipo S2), para uma conexão de tubo único - 220 V (tipo S10).

Características das bobinas eletromagnéticas

Falando sobre as características dos reatores eletromagnéticos, deve-se notar que as únicas vantagens desses dispositivos são o preço relativamente baixo, a operação simples e a instalação simples. As desvantagens do esquema de conexão clássico são muito maiores:

• a presença de um acelerador volumoso e "ruidoso";
• os iniciantes, infelizmente, não são confiáveis;
• a presença do efeito de bloqueio (a lâmpada pisca com uma frequência de 50 Hz) causa fadiga aumentada em uma pessoa, o que leva a uma diminuição de sua capacidade de trabalho;
• quando as partidas falham, uma partida falsa aparece, ou seja, a lâmpada pisca várias vezes antes de “acender”, isso reduz a vida útil da fonte de luz;
• aproximadamente 25% da energia é gasta em lastro eletromagnético, resultando em eficiência significativamente reduzida.

Usando reatores eletrônicos permite que você se livrar da maioria das desvantagens acima.

Engrenagem de controle eletrônico (balastros eletrônicos)

Balastros eletrônicos massivos apareceram há não muito tempo, há cerca de trinta anos, agora eles quase substituíram os dispositivos eletromagnéticos. Isso foi facilitado por inúmeras vantagens em relação ao circuito de comutação clássico, nomearemos as principais:

• aumento da emissão de luz de lâmpadas fluorescentes devido a descargas de alta frequência;
• falta de ruído característica de bobinas eletromagnéticas de baixa frequência;
• a redução do efeito de bloqueio expandiu significativamente o escopo;
• a falta de partida falsa aumenta a vida das fontes luminescentes;
• A eficiência pode chegar a 97%;
• Comparado aos reatores do tipo eletromagnético, o consumo de energia é reduzido em 30%;
• não é necessário compensar a carga reativa;
• em alguns modelos de dispositivos eletrônicos, é possível controlar a potência da fonte de luz, isso é feito ajustando a frequência no conversor de tensão.

Também vale ressaltar: devido à falta de um indutor volumoso, foi possível reduzir o tamanho do reator eletrônico, o que permitiu que ele fosse colocado na base. Isso expande significativamente o escopo, possibilitando o uso em dispositivos de iluminação em vez de fontes nas quais um filamento é usado.

Como exemplo, damos um circuito de reator eletrônico simples, típico da maioria dos dispositivos de baixo custo.

A lista de elementos:

• classificações de resistores: R1 e R2 -15 Ohm, R3 e R4 - 2,2 Ohm, R5 - 620 kOhm, R6 - 1,6 Megohm;
• capacitores utilizados: C1 - 47 nF 400 V, C2 - 6800 pF 1200 V, C3 - 2200 pF, C4 - 22 nF, C5 - 4,7 uF 350 V;
• diodos: VD1-VD7 - 1N400;
• transistores: T1 e T2 - 13003;
• diodo triac VS - DB3.

Concluindo o tema dos balastros eletrônicos, deve-se notar - sua desvantagem significativa é o custo relativamente alto de dispositivos de alta qualidade. Quanto aos modelos de baixo custo, a confiabilidade desses deixa muito a desejar.

Conexão sem lastro

Se necessário, fontes de luz de descarga de gás podem ser incluídas na fonte de alimentação sem reator eletromagnético ou eletrônico. O esquema de tal inclusão é mostrado abaixo.

Para implementar essa conexão, você precisará:

• uma lâmpada fluorescente - 40 W e uma lâmpada incandescente - 60 W (a última funcionará como reator);
• dois capacitores 0,47 uF 400 V (desempenham o papel de um multiplicador);
• Ponte de diodo KTs404A ou similar, quatro diodos podem ser usados, classificados para uma corrente de pelo menos 1 A e uma tensão de pulso reversa de 600 V.

Este circuito perde em seus parâmetros a conexão usando um indutor eletromagnético e balastros eletrônicos. É fornecido para sua referência.