荧光灯是基于汞蒸气中气体放电的辉光。辐射在紫外线范围内,为了将其转换为可见光,灯泡上覆盖了一层磷光体。
荧光灯的工作原理
荧光灯的特点是不能直接接入电网。冷态时电极之间的电阻很高,在它们之间流动的电流不足以产生放电。点火需要高压脉冲。
具有点燃放电的灯的特点是电阻低,具有电抗特性。为了补偿无功分量并限制电流,扼流圈(镇流器)与荧光光源串联。
许多人不明白为什么荧光灯需要启动器。扼流圈与启动器一起包含在电源电路中,形成高压脉冲以启动电极之间的放电。这样做是因为当启动器触点打开时,在扼流圈的端子处会产生高达 1kV 的自感应脉冲。
扼流圈是做什么用的
在电源电路中使用荧光灯(镇流器)扼流圈是必要的,原因有两个:
- 形成启动电压;
- 限制通过电极的电流。
扼流圈的原理是基于电感线圈的电抗,也就是扼流圈。感应电阻在电压和电流之间引入了 90º 的相移。
由于电流限制值是电感电阻,因此为相同功率的灯设计的扼流圈不能用于连接或多或少功率较大的设备。
在一定限度内,公差是可能的。例如,以前国内工业生产功率为40W的荧光灯。现代生产的荧光灯扼流圈 36W 可以毫无顾忌地用于过时灯的电源电路中,反之亦然。
扼流圈和EB的区别
荧光光源的节流电路连接具有简单、可靠性高的特点。例外是启动器的定期更换,因为它们包括一组断开触点以形成触发脉冲。
同时,该方案具有明显的缺点,这迫使人们寻找新的开灯解决方案:
- 启动时间长,随着灯的磨损或电源电压的降低而增加;
- 电源电压波形畸变大(cosf<0.5);
- 由于气体放电光度的低惯性,闪烁发光频率是供电网络的两倍;
- 大质量尺寸特性;
- 由于油门磁系统板的振动而产生的低频嗡嗡声;
- 在负温度下启动可靠性低。
检查日光灯的扼流圈很复杂,因为确定短路匝数的设备并不普遍,并且使用标准设备只能说明是否存在破损。
为了消除这些缺点,已经开发了电子镇流器(EB)。电子电路基于产生高压启动和维持燃烧的不同原理。
高压脉冲由电子元件产生,并使用高频电压(25-100 kHz)来支持放电。 ECG 可以在两种模式下操作:
- 带电极预热;
- 冷启动。
在第一种模式中,对电极施加低电压 0.5-1 秒以进行初始加热。时间过去后,施加高压脉冲,这导致电极之间的放电点燃。这种模式在技术上比较复杂,但是增加了灯的寿命。
冷启动模式的不同之处在于将启动电压施加到未加热的电极上,从而导致快速启动。这种启动模式不建议频繁使用,因为它会大大降低使用寿命,但即使是电极有故障(灯丝烧坏)的灯也可以使用。
带有电子扼流圈的电路具有以下优点
- 完全没有闪烁;
- 使用温度范围广;
- 线电压形状的小变形;
- 没有噪音;
- 延长光源的使用寿命;
- 体积小重量轻,可进行微型设计;
- 调光的可能性 - 通过控制电极的脉冲宽度来改变亮度。
通过电磁镇流器的经典连接 - 扼流圈
连接荧光灯的最常见电路包括扼流圈和启动器,称为电磁镇流器 (EmPRA)。电路是一个链条:扼流圈 - 灯丝 - 启动器。
在开启的初始时刻,电流流过电路元件,加热灯的灯丝,同时加热启动器的触点组。触点加热后,它们会打开,从而在电磁镇流器绕组的末端产生自感应 EMF。高电压导致电极之间的气隙击穿。
与起动器触点并联的低容量电容器与扼流圈形成振荡电路。该解决方案增加了启动脉冲电压的值并减少了启动器触点的烧毁。
当发生稳定放电时,灯泡两端电极之间的电阻下降,电流流过扼流电极电路。此时电流受限于扼流圈的感应电阻。启动器中的电极闭合,此时启动器不再参与工作。
如果灯泡中没有发生放电,则重复加热和点火过程数次。在此期间,灯可能会闪烁。如果荧光灯闪烁但不亮,则可能表明由于电极发射率降低或电源电压低而导致灯出现故障。
荧光灯与扼流圈的连接可以补充一个电容器,以减少电源失真。双灯中还安装了一个电容器,用于在相邻灯之间切换灯光,从而在视觉上减少闪烁效果。
通过现代电子镇流器连接
在使用电子镇流器工作的灯具中,荧光灯的接线图显示在 ECG 外壳上。要正确打开,必须严格遵守说明。无需调整。带有可维修元件的正确组装电路立即开始工作。
两盏灯串联示意图
在下列条件下,荧光灯允许将两个照明装置串联在一个电路中:
- 使用两个相同的光源;
- 为类似电路设计的电磁镇流器;
- 设计用于两倍功率的扼流圈。
串联电路的优点是只使用了一个重型扼流圈,但如果其中一个灯泡或启动器发生故障,则灯具完全无法工作。
现代 EB 仅允许根据此方案进行切换,但许多设计旨在打开两个灯。该电路具有两个独立的电压整形通道,因此双电子镇流器可确保在相邻灯出现故障或缺失时,其中一个灯仍可工作。
无启动器连接
已经开发了几种用于在没有扼流圈和启动器的情况下打开荧光灯的选项。所有这些都使用通过电压倍增器产生高启动电压的原理。
许多电路允许使用熔断的灯丝进行操作,从而可以使用有故障的灯。一些解决方案使用直流电源。这导致根本没有闪烁,但电极磨损不均匀。这可以通过灯泡一侧的荧光粉黑点来注意到。
有的电工安装了单独的启动按钮而不是启动器,但这意味着用一个开关和一个按钮来控制灯的开关,这样很不方便,如果按钮按下太久,可能会因为电极过热而损坏灯。
除 EBRA 外,不使用启动器打开荧光灯的方案并非由行业生产。这是由于它们的可靠性低,对灯的寿命产生负面影响,由于大容量电容器的存在而导致尺寸大。
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