Como os reatores eletrônicos são organizados e funcionam para lâmpadas fluorescentes

As lâmpadas fluorescentes não podem funcionar diretamente de uma rede de 220V. Para acendê-los, você precisa criar um pulso de alta voltagem e, antes disso, aquecer suas espirais. Para fazer isso, use reatores. Eles são de dois tipos - eletromagnético e eletrônico. Neste artigo, consideraremos reatores eletrônicos para lâmpadas fluorescentes, o que é quem e como elas funcionam.

Em que consiste uma lâmpada fluorescente e por que é necessário o lastro?

A lâmpada fluorescente é essa fonte de luz de descarga de gás. Consiste em um balão em forma de tubo cheio de vapor de mercúrio. Nas bordas do frasco existem espirais. Consequentemente, em cada extremidade do balão há um par de contatos - essas são as conclusões da espiral.

A operação dessa lâmpada é baseada na luminescência dos gases quando uma corrente elétrica flui através dela. Mas a corrente entre as duas espirais de metal (eletrodos) simplesmente não flui. Para isso, uma descarga deve ocorrer entre eles, essa descarga é chamada de combustão lenta. Para isso, as espirais são primeiro aquecidas passando corrente por elas e, em seguida, um pulso de alta tensão de 600 volts ou mais é aplicado entre elas. Espirais aquecidas começam a emitir elétrons e sob a ação de alta tensão uma descarga é formada.

Se você não entrar em detalhes, a descrição do processo é suficiente para formular o problema da fonte de energia de tais lâmpadas:

1. Pré-aqueça a espiral;

2. Formar um pulso de ignição;

3. Mantenha a tensão e a corrente em um nível suficiente para a operação da lâmpada.

Interessante: As lâmpadas fluorescentes compactas, que são mais frequentemente chamadas de "economia de energia", possuem uma estrutura e requisitos semelhantes para sua operação. A única diferença é que suas dimensões são significativamente reduzidas devido à forma especial; na verdade, é o mesmo balão tubular, a forma não é linear, mas torcida em espiral.

Um dispositivo para fornecer lâmpadas fluorescentes é chamado de lastro (lastro abreviado) e, nas pessoas, simplesmente - lastro.

Existem dois tipos de lastro:

1. Eletromagnético (EmPRA) - consiste em um acelerador e um motor de partida. Suas vantagens são a simplicidade e há muitas desvantagens: baixa eficiência, pulsações do fluxo de luz, interferência na rede de fornecimento de energia durante sua operação, baixo fator de potência, zumbido, efeito estroboscópico. Abaixo você vê seu diagrama e aparência.

2. Eletrônico (reatores eletrônicos) - uma fonte de energia moderna para lâmpadas fluorescentes, é uma placa na qual um conversor de alta frequência está localizado. É privado de todas as desvantagens acima, devido às quais as lâmpadas proporcionam um fluxo luminoso e vida útil maiores.

Circuito de lastro eletrônico

Um reator eletrônico típico consiste nas seguintes unidades:

1. A ponte de diodos.

2. Um gerador de alta frequência fabricado em um controlador PWM (em modelos caros) ou em um circuito gerador de carro com um conversor de meia ponte (na maioria das vezes).

3. Elemento de limiar inicial (geralmente um dinistor DB3 com uma tensão limiar de 30V).

4. Circuito LC de potência do Kindle.

Um diagrama típico é mostrado abaixo; consideraremos cada um de seus nós:

A tensão alternada é fornecida à ponte de diodos, onde é retificada e suavizada por um capacitor de filtragem. No caso normal, um fusível e um filtro EMI são instalados antes da ponte. Mas na maioria dos reatores eletrônicos chineses não há filtros, e a capacidade do capacitor de suavização é menor que o necessário, o que causa problemas com a ignição e a operação da lâmpada.

Dica: se você estiver reparando reatores eletrônicos, leia o artigo "Como verificar a ponte de diodos" no nosso site.

Depois disso, a tensão é fornecida ao oscilador. Pelo nome, fica claro que o oscilador é um circuito que gera independentemente oscilações.Nesse caso, é feito em um ou dois transistores, dependendo da potência. Os transistores são conectados a um transformador com três enrolamentos. Os transistores comumente usados ​​são MJE 13003 ou MJE 13001 e similares, dependendo da potência da lâmpada.

Embora esse elemento seja chamado de transformador, mas não pareça familiar - é um anel de ferrite no qual são enrolados três enrolamentos, com vários giros cada. Dois deles são gerentes, cada um com duas voltas, e um é um de trabalho com 9 voltas. Os enrolamentos de controle criam pulsos dentro e fora dos transistores, conectados em uma extremidade com suas bases.

Como são enrolados em antifase (o início dos enrolamentos são marcados com pontos, preste atenção ao diagrama), os pulsos de controle são opostos um ao outro. Portanto, os transistores abrem por sua vez, porque se você os abrir ao mesmo tempo, eles simplesmente fecharão a saída da ponte de diodos e isso queimará. Uma extremidade do enrolamento de trabalho é conectada ao ponto entre os transistores e a outra ao indutor e capacitor de trabalho, através do qual a lâmpada é alimentada.

Quando a corrente flui em um dos enrolamentos nos outros dois, um EMF da polaridade correspondente é induzido, o que leva à comutação do transistor. O oscilador é sintonizado para uma frequência acima da faixa de som, ou seja, acima de 20 kHz. É este elemento que é uma corrente contínua para o conversor de frequência alternado.

Um dinistor é instalado para dar partida no gerador, ele liga o circuito depois que a tensão atinge um determinado valor. Normalmente, é instalado um dinistor DB3, que abre na faixa de tensão de cerca de 30V. O tempo após o qual é aberto é definido pelo circuito RC.

Retiro:

Versões mais avançadas de reatores eletrônicos são construídas não em um circuito de geração automática, mas com base em controladores PWM. Eles têm características mais estáveis. No entanto, durante mais de cinco anos estudando eletrônica, nunca me deparei com um reator eletrônico como esse, com o qual trabalhei eram autogerados.

A cadeia LC foi mencionada repetidamente acima. Este é um acelerador montado em série com a espiral e um capacitor montado paralelo à lâmpada. Primeiro, uma corrente flui através desse circuito, aquecendo as espirais e, em seguida, um pulso de alta tensão é formado no capacitor que o acende. O acelerador é realizado em um núcleo de ferrite em forma de W.

Esses elementos são selecionados para que, na frequência de operação, eles entrem na ressonância. Como o indutor e o capacitor são instalados em série nessa frequência, é observada ressonância de tensão.

Ajuda:

Com a ressonância das tensões na indutância e capacitância, a tensão nos exemplos teóricos idealizados começa a aumentar fortemente para um valor infinitamente grande, enquanto a corrente é consumida extremamente pequena.

Como resultado, temos um gerador de frequência e um circuito ressonante. Devido ao aumento da tensão no capacitor, a lâmpada acende.

Abaixo está outra versão do esquema, como você pode ver - tudo é basicamente o mesmo.

Devido à alta frequência de operação, é possível obter pequenas dimensões do transformador e indutor.

Para consolidar as informações passadas, consideramos a placa de lastro eletrônico real, os principais nós descritos acima estão destacados na figura:

E esta é uma placa de uma lâmpada economizadora de energia:

Conclusão

O reator eletrônico melhora significativamente o processo de queima da lâmpada e funciona sem ondulações e ruídos. Seu circuito não é muito complexo e, com base nisso, você pode construir uma fonte de alimentação de baixa potência. Portanto, reatores eletrônicos de poupadores de energia queimados são uma excelente fonte de componentes de rádio livres.

Lâmpadas fluorescentes com reator eletromagnético não podem ser utilizadas em instalações industriais e domésticas. O fato é que eles têm fortes pulsações e pode ocorrer um efeito estroboscópico, ou seja, se forem instalados em uma oficina de torneamento, a uma certa velocidade do eixo do torno e de outros equipamentos - pode parecer que ele está parado, o que pode causar ferimentos . Com o reator eletrônico, isso não acontecerá.