Balastro electrónico para lámparas fluorescentes. Diagrama de balastos para lámparas fluorescentes. Cómo funciona LL con balastro electrónico

Una lámpara fluorescente (LL) es un tubo de vidrio lleno de un gas inerte (Ar, Ne, Kr) al que se le añade una pequeña cantidad de mercurio. En los extremos del tubo hay electrodos metálicos para aplicar voltaje, cuyo campo eléctrico provoca la ruptura del gas, la aparición de una descarga luminiscente y la aparición de una corriente eléctrica en el circuito. El brillo de la descarga de gas es de un tono azul pálido, muy débil en el rango de luz visible.

Pero como resultado de una descarga eléctrica, la mayor parte de la energía pasa al rango ultravioleta invisible, cuyos cuantos, al entrar en compuestos que contienen fósforo (recubrimientos de fósforo), causan un brillo en la región visible del espectro. Al cambiar la composición química del fósforo, se obtienen diferentes colores de brillo: se han desarrollado varios tonos de blanco para las lámparas fluorescentes (LDS) y se pueden elegir lámparas de un color diferente para la iluminación decorativa. La invención y producción en masa de lámparas fluorescentes es un paso adelante en comparación con las lámparas incandescentes de baja eficiencia.

¿Para qué sirve el lastre?

La corriente en la descarga de gas crece como una avalancha, lo que provoca una fuerte caída de la resistencia. Para que los electrodos de la lámpara fluorescente no fallen debido al sobrecalentamiento, se enciende una carga adicional en serie, lo que limita la cantidad de corriente, el llamado lastre. En ocasiones se utiliza el término estrangulamiento para referirse a ello.

Se utilizan dos tipos de balastros: electromagnéticos y electrónicos. El balastro electromagnético tiene una configuración clásica de transformador: alambre de cobre, placas de metal. En los balastros electrónicos (balasto electrónico) se utilizan componentes electrónicos: diodos, dinistores, transistores, microcircuitos.

Para el encendido inicial (arranque) de la descarga en la lámpara en dispositivos electromagnéticos, se utiliza un dispositivo de arranque adicional: un motor de arranque. En la versión electrónica del balastro, esta función se implementa dentro de un único circuito eléctrico. El dispositivo resulta liviano, compacto y está unido por un solo término: balasto electrónico (balasto electrónico). La masificación de los balastros electrónicos para lámparas fluorescentes se debe a las siguientes ventajas:

• estos aparatos son compactos, tienen un peso pequeño;
• las lámparas se encienden rápidamente, pero al mismo tiempo sin problemas;
• ausencia de parpadeo y ruido por vibración, ya que el balasto electrónico funciona a alta frecuencia (decenas de kHz), en contraste con los balastos electromagnéticos que funcionan con tensión de red con una frecuencia de 50 Hz;
• reducción de pérdidas de calor;
• balastro electrónico para lámparas fluorescentes tiene un valor de factor de potencia de hasta 0,95;
• la presencia de varios tipos de protección probados que aumentan la seguridad de uso y prolongan la vida útil.

Esquemas de balastros electrónicos para lámparas fluorescentes.

El balastro electrónico es una placa electrónica llena de componentes electrónicos. En las figuras se muestran el diagrama esquemático de inclusión (Fig. 1) y una de las variantes del esquema de lastre (Fig. 2).

Los balastros electrónicos pueden tener diferentes soluciones de circuito según los componentes utilizados. La tensión se rectifica mediante los diodos VD4-VD7 y luego se filtra mediante el condensador C1. Después de aplicar el voltaje, comienza la carga del condensador C4. A un nivel de 30 V, el dinistor CD1 se abre y el transistor T2 se abre, luego se enciende el oscilador en los transistores T1, T2 y el transformador TR1. La frecuencia de resonancia del circuito en serie de los condensadores C2, C3, el inductor L1 y el generador tienen una magnitud cercana (45–50 kHz). El modo de resonancia es necesario para el funcionamiento estable del circuito. Cuando el voltaje a través del capacitor C3 alcanza el valor inicial, la lámpara se enciende. Esto reduce la frecuencia de control del generador y el voltaje, y el inductor limita la corriente.

Reparación de balastro electrónico

Si no es posible reemplazar rápidamente un balastro electrónico defectuoso, puede intentar repararlo usted mismo. Para hacer esto, seleccione la siguiente secuencia de acciones para solucionar problemas:

• Primero, verifique la integridad del fusible. Esta avería muchas veces se debe a una sobrecarga (sobretensión) en la red de 220 voltios;
• luego se realiza una inspección visual de los componentes electrónicos: diodos, resistencias, transistores, condensadores, transformadores, chokes;
• en el caso de que se detecte un ennegrecimiento característico de una pieza o tablero, la reparación se realiza reemplazándolo con un elemento reparable. Cualquier usuario con experiencia técnica sabe bien cómo comprobar un diodo o transistor defectuoso con sus propias manos, teniendo disponible un multímetro normal;
• Puede resultar que el costo de las piezas de repuesto sea mayor o comparable al costo de un balastro electrónico nuevo. En este caso, es mejor no perder el tiempo en reparaciones, sino elegir un reemplazo que tenga parámetros similares.

ECG para LDS compacto

Hace relativamente poco tiempo, las lámparas fluorescentes de bajo consumo se han utilizado ampliamente en la vida cotidiana, adaptadas a cartuchos estándar para lámparas incandescentes simples: E27, E14, E40. En estos dispositivos, los balastros electrónicos están dentro del cartucho, por lo que reparar estos balastros electrónicos es teóricamente posible, pero en la práctica es más fácil comprar una lámpara nueva.

La foto muestra un ejemplo de una lámpara OSRAM con una potencia de 21 vatios. Cabe señalar que en la actualidad la posición de esta tecnología innovadora está siendo ocupada gradualmente por lámparas similares con fuentes LED. La tecnología de semiconductores, en continua mejora, permite alcanzar rápidamente el precio del LDS, cuyo coste se mantiene prácticamente sin cambios.

Lámparas fluorescentes T8

Las lámparas T8 tienen un diámetro de bombilla de cristal de 26 mm. Las lámparas T10 y T12 de uso común tienen diámetros de 31,7 y 38 mm respectivamente. Para las lámparas se suele utilizar LDS con una potencia de 18 vatios. Las lámparas T8 no pierden rendimiento durante las subidas de tensión, pero si el voltaje cae más del 10%, no se garantiza el encendido de la lámpara. La temperatura ambiente también afecta a la fiabilidad del LDS T8. A temperaturas bajo cero, el flujo luminoso disminuye y pueden producirse fallos de encendido de las lámparas. Las lámparas T8 tienen una vida útil de 9.000 a 12.000 horas.

¿Cómo hacer una lámpara con tus propias manos?

Puedes hacer una lámpara simple con dos lámparas de la siguiente manera:

• seleccionamos lámparas de 36 W adecuadas a la temperatura de color (pantalla blanca);
• Fabricamos la carcasa con un material que no se enciende. Puedes utilizar la carcasa de la lámpara vieja. Seleccionamos balastros electrónicos para esta potencia. La marca debe tener la designación 2 x 36;
• seleccionamos 4 cartuchos marcados con G13 para las lámparas (el espacio entre los electrodos es de 13 mm), un cable de montaje y tornillos autorroscantes;
• los cartuchos deben fijarse en el cuerpo;
• el lugar de instalación de los balastos electrónicos se elige desde el punto de vista de minimizar el calentamiento de las lámparas en funcionamiento;
• los cartuchos están conectados a los zócalos LDS;
• para proteger las lámparas de impactos mecánicos, es recomendable instalar una tapa protectora transparente o mate;
• La luminaria se fija al techo y se conecta a una fuente de alimentación de 220 V.

He dicho más de una vez que muchas cosas que nos rodean podrían implementarse mucho antes, pero por alguna razón entraron en nuestra vida bastante recientemente. Todos nos hemos encontrado con lámparas fluorescentes, unos tubos blancos con dos clavijas en los extremos. ¿Recuerdas cómo solían encenderse? Presionas una tecla, la lámpara comienza a parpadear y finalmente entra en su modo normal. Era realmente molesto, así que no ponían esas cosas en casa. Las colocan en lugares públicos, en la producción, en las oficinas, en los talleres de las fábricas; son realmente económicas en comparación con las lámparas incandescentes convencionales. Simplemente parpadeaban a una frecuencia de 100 veces por segundo, y muchas personas notaron este parpadeo, lo que les molestó aún más. Bueno, para encender cada lámpara se contaba con un balastro, un trozo de hierro con una masa de menos de un kilogramo. Si no estaba montado con suficiente calidad, zumbaba de forma bastante desagradable, también a una frecuencia de 100 hercios. ¿Y si en la habitación donde trabajas hay decenas de lámparas de este tipo? ¿O cientos? Y todas estas docenas se encienden y apagan en fase 100 veces por segundo y los aceleradores zumban, aunque no todos. ¿Eso no tuvo ningún efecto?

Pero hoy en día podemos decir que la era de los estranguladores que zumbaban y las lámparas parpadeaban (tanto al arrancar como durante el funcionamiento) ha terminado. Ahora se encienden inmediatamente y para el ojo humano su trabajo parece completamente estático. La razón es que en lugar de pesados ​​estranguladores y arrancadores que se atascan periódicamente, han entrado en circulación balastos electrónicos, balastros electrónicos. Pequeño y ligero. Sin embargo, con solo echar un vistazo a su circuito eléctrico, surge la pregunta: ¿qué les impidió establecer su producción en masa allá por finales de los años 70 y principios de los 80? Después de todo, toda la base de elementos ya existía en ese entonces. En realidad, además de dos transistores de alto voltaje, allí se utilizan las piezas más simples, que cuestan literalmente un centavo, que existían en los años 40. Bueno, está bien, en la URSS, aquí la producción reaccionó mal al progreso técnico (por ejemplo, los televisores de tubo se suspendieron recién a finales de los años 80), pero ¿en Occidente?

Entonces, en orden...

El circuito estándar para encender una lámpara fluorescente fue, como casi todo en el siglo XX, inventado por los estadounidenses en vísperas de la Segunda Guerra Mundial e incluía, además de la lámpara, el estrangulador y el motor de arranque que ya mencionamos. Sí, también se colgó un condensador en paralelo a la red para compensar el cambio de fase introducido por el acelerador o, en términos aún más simples, para corregir el factor de potencia.

Aceleradores y arrancadores

El principio de funcionamiento de todo el sistema es bastante complicado. En el momento en que se cierra el botón de encendido, una corriente débil comienza a fluir a través del circuito de red-botón-acelerador-primera espiral-arranque-segunda espiral-red: aproximadamente 40-50 mA. Débil porque en el momento inicial la resistencia del espacio entre los contactos del arrancador es lo suficientemente grande. Sin embargo, esta corriente débil provoca la ionización del gas entre los contactos y comienza a aumentar bruscamente. A partir de esto, los electrodos de arranque se calientan y, dado que uno de ellos es bimetálico, es decir, consta de dos metales con diferentes dependencias de los cambios en los parámetros geométricos de la temperatura (diferentes coeficientes de expansión térmica - CTE), cuando se calienta, el bimetal placa se dobla hacia el metal con un CTE menor y se cierra con otro electrodo. La corriente en el circuito aumenta bruscamente (hasta 500-600 mA), pero aún así su tasa de crecimiento y su valor final están limitados por la inductancia del inductor; la inductancia en sí es la propiedad de evitar la inductancia de corriente instantánea. Por lo tanto, el acelerador en este circuito se llama oficialmente "lastre". Esta gran corriente calienta las bobinas de la lámpara, que comienzan a emitir electrones y calientan la mezcla de gases dentro del cilindro. La lámpara en sí está llena de argón y vapor de mercurio; esta es una condición importante para que se produzca una descarga estable. No hace falta decir que cuando los contactos en el motor de arranque se cierran, la descarga se detiene. Todo el proceso descrito en realidad toma una fracción de segundo.

Ahora comienza la diversión. Los contactos del motor de arranque enfriado se abren. Pero el inductor ya ha almacenado una energía igual a la mitad del producto de su inductancia por el cuadrado de la corriente. No puede desaparecer instantáneamente (ver más arriba sobre la inductancia) y, por lo tanto, hace que aparezca un EMF de autoinducción en el inductor (en otras palabras, un pulso de voltaje de aproximadamente 800-1000 voltios para una lámpara de 36 vatios y 120 cm de largo). Sumándose al voltaje pico de la red (310 V), crea un voltaje en los electrodos de la lámpara suficiente para una ruptura, es decir, para que ocurra una descarga. La descarga en la lámpara crea un brillo ultravioleta de vapor de mercurio y esto, a su vez, afecta al fósforo y hace que brille en el espectro visible. Al mismo tiempo, recordamos una vez más que el estrangulador, al tener una resistencia inductiva, evita un aumento ilimitado de corriente en la lámpara, lo que provocaría su destrucción o la activación de un interruptor automático en su hogar u otro lugar donde se encuentren dichas lámparas. usado. Tenga en cuenta que la lámpara no siempre se enciende la primera vez, a veces son necesarios varios intentos para ingresar al modo de brillo estable, es decir, los procesos que describimos se repiten 4-5-6 veces. Lo cual es realmente bastante molesto. Una vez que la lámpara ha entrado en el modo de brillo, su resistencia se vuelve mucho menor que la resistencia del arrancador, por lo que se puede sacar, mientras la lámpara continúa brillando. Pues bien, si desmontas el motor de arranque verás que en paralelo a sus terminales hay un condensador conectado. Es necesario para atenuar la interferencia de radio creada por el contacto.

Entonces, muy brevemente y sin ahondar en la teoría, digamos que una lámpara fluorescente se enciende con un voltaje alto y se mantiene en un estado luminoso con uno mucho más bajo (por ejemplo, se enciende a 900 voltios, brilla a 150). Es decir, cualquier dispositivo para encender una lámpara fluorescente es un dispositivo que crea un alto voltaje de encendido en sus extremos y, después de encender la lámpara, lo reduce a un cierto valor operativo.

Este esquema de conmutación estadounidense era en realidad el único, y hace solo 10 años su monopolio comenzó a colapsar rápidamente: los balastros electrónicos (balastos electrónicos) ingresaron en masa al mercado. Permitieron no sólo reemplazar los pesados ​​estranguladores de zumbido para garantizar el encendido instantáneo de la lámpara, sino también introducir muchas otras cosas útiles, como por ejemplo:

- arranque suave de la lámpara - precalentamiento de las espirales, que aumenta drásticamente la vida útil de la lámpara

- superar el parpadeo (la frecuencia de alimentación de la lámpara es mucho mayor que 50 Hz)

— Amplio rango de tensión de entrada 100…250 V;

— reducción del consumo de energía (hasta un 30%) con un flujo luminoso constante;

- aumento de la vida media de la lámpara (en un 50%);

— protección contra sobretensiones;

— garantizar la ausencia de interferencias electromagnéticas;

- Oh sin sobretensiones de conmutación (importante cuando se encienden muchas lámparas al mismo tiempo)

- apagado automático de lámparas defectuosas (esto es importante, los dispositivos a menudo temen quedarse inactivos)

— Eficiencia del balastro electrónico de alta calidad: hasta 97%

- lámparas atenuantes

¡Pero! Todos estos dulces se venden únicamente en costosos balastos electrónicos. Y en general, no todo es tan despejado. Más precisamente, tal vez todo estaría despejado si los esquemas EPR fueran verdaderamente confiables. Después de todo, parece obvio que un balasto electrónico (balasto electrónico) no debería ser en ningún caso menos fiable que un estrangulador, especialmente si cuesta 2 o 3 veces más. En el circuito "antiguo", que constaba de un estrangulador, un motor de arranque y la propia lámpara, era el estrangulador (balasto) el más fiable y, en general, con un montaje de calidad, podía funcionar casi para siempre. Los estranguladores soviéticos de los años 60 todavía funcionan, son grandes y están enrollados con alambre bastante grueso. Los estranguladores importados de parámetros similares, incluso de empresas tan conocidas como Philips, no funcionan de manera tan confiable. ¿Por qué? El hilo muy fino con el que están enrollados resulta sospechoso. Bueno, el núcleo en sí tiene un volumen mucho menor que los primeros estranguladores soviéticos, porque estos estranguladores se calientan mucho, lo que probablemente también afecte la confiabilidad.

Sí, entonces, según me parece, los balastros electrónicos, al menos los baratos, es decir, los que cuestan entre 5 y 7 dólares cada uno (que es más alto que el de un acelerador), se hacen deliberadamente poco confiables. No, pueden funcionar durante años e incluso puede que funcionen para siempre, pero aquí, como en la lotería, la probabilidad de perder es mucho mayor que la de ganar. Los costosos balastros electrónicos se fabrican condicionalmente confiables. Por qué "condicionalmente" lo diremos un poco más tarde. Comencemos nuestra pequeña revisión con los baratos. En mi caso, representan el 95% de los balastros comprados. O tal vez casi el 100%.

Veamos algunos de estos esquemas. Por cierto, todos los esquemas "baratos" tienen un diseño casi idéntico, aunque hay matices.

Balastos electrónicos baratos (balastos electrónicos). 95% ventas.

Estos tipos de balastos que cuestan $3-5-7 solo encienden la lámpara. Ésta es su única función. No tienen otras características útiles. Dibujé un par de diagramas para explicar cómo funciona este novedoso milagro, aunque, como dijimos anteriormente, el principio de funcionamiento es el mismo que en la versión "clásica" del acelerador: encendemos con alto voltaje y lo mantenemos bajo. Simplemente se implementa de manera diferente.

Todos los circuitos de balastro electrónico (balastos electrónicos) que tenía en mis manos, tanto baratos como caros, eran medio puente, solo diferían las opciones de control y el "flejado". Entonces, el voltaje alterno de 220 voltios es rectificado por el puente de diodos VD4-VD7 y suavizado por el capacitor C1. En los filtros de entrada de balastos electrónicos baratos, debido al ahorro de costos y espacio, se utilizan pequeños condensadores, de los cuales depende la magnitud de las ondulaciones de voltaje con una frecuencia de 100 Hz, a pesar de que el cálculo es aproximadamente el siguiente: 1 vatio de una lámpara - 1 microfaradio de capacitancia de filtro. En este circuito, 5,6 microfaradios por 18 vatios, es decir, claramente menos de lo necesario. Porque (aunque no sólo porque), por cierto, la lámpara brilla visualmente más tenuemente que un balastro caro para la misma potencia.

Además, a través de la resistencia de alta resistencia R1 (1,6 MΩ), el condensador C4 comienza a cargarse. Cuando el voltaje excede el umbral de respuesta del dinistor CD1 bidireccional (aproximadamente 30 voltios), se rompe y aparece un pulso de voltaje en la base del transistor T2. La apertura del transistor da lugar al funcionamiento de un oscilador de medio puente formado por los transistores T1 y T2 y un transformador TR1 con devanados de control conectados en antifase. Normalmente, estos devanados contienen 2 vueltas cada uno y el devanado de salida contiene de 8 a 10 vueltas de cable.

Los diodos VD2-VD3 amortiguan las emisiones negativas que se producen en los devanados del transformador de control.

Entonces, el generador arranca a una frecuencia cercana a la frecuencia de resonancia del circuito en serie formado por los condensadores C2, C3 y el inductor C1. Esta frecuencia puede ser de 45-50 kHz, en cualquier caso, no pude medirla con mayor precisión, no tenía un osciloscopio de almacenamiento a mano. Tenga en cuenta que la capacitancia del capacitor C3 conectado entre los electrodos de la lámpara es aproximadamente 8 veces menor que la capacitancia del capacitor C2, por lo tanto, las sobretensiones en él son tantas veces mayores (ya que la capacitancia es 8 veces mayor, la Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la capacitancia en una capacidad menor). Es por eso que siempre se elige que el voltaje de dicho capacitor sea de al menos 1000 voltios. Al mismo tiempo, una corriente fluye por el mismo circuito, calentando los electrodos. Cuando el voltaje a través del condensador C3 alcanza un cierto valor, se produce una falla y la lámpara se enciende. Después del encendido, su resistencia se vuelve mucho menor que la resistencia del condensador C3 y no tiene ningún efecto en el funcionamiento posterior. La frecuencia del oscilador también se reduce. El inductor L1, como en el caso del inductor "clásico", ahora cumple la función de limitar la corriente, pero dado que la lámpara funciona a alta frecuencia (25-30 kHz), sus dimensiones son muchas veces más pequeñas.

Apariencia de balasto. Se puede observar que algunos elementos no están soldados a la placa. Por ejemplo, donde soldé una resistencia limitadora de corriente después de la reparación, hay un puente de alambre.

Otro producto Fabricante desconocido. Aquí, no se donaron 2 diodos para hacer un "cero artificial".

"Esquema de Sebastopol"

Existe la opinión de que nadie lo hará más barato que los chinos. Yo también estaba seguro de ello. Estoy seguro hasta que los balastos electrónicos de cierta "planta de Sebastopol" cayeron en mis manos; en cualquier caso, la persona que los vendió dijo exactamente eso. Fueron diseñados para una lámpara de 58 W, es decir, 150 cm de longitud. No, no diré que no funcionaron o funcionaron peor que los chinos. Ellos trabajaron. Sus lámparas brillaron. Pero…

Incluso los balastros chinos (balastos electrónicos) más baratos son una caja de plástico, una placa con orificios, una máscara en la placa de circuito impreso y una designación: dónde está qué parte del lado de instalación. La "variante de Sebastopol" carecía de todos estos despidos. Allí el tablero era al mismo tiempo la tapa del estuche, no había agujeros en el tablero (por esta razón), no había máscaras, ni marcas, los detalles estaban colocados en el costado de los conductores impresos y todo lo que Podría estar hecho de elementos SMD, algo que nunca he visto ni siquiera en los dispositivos chinos más baratos. Bueno, ¡el plan en sí! He visto muchos de ellos, pero nunca había visto nada parecido. No, todo parece como en los chinos: un medio puente ordinario. Ese es precisamente el propósito de los elementos D2-D7 y la extraña conexión del devanado base del transistor inferior me resulta absolutamente incomprensible. ¡Y además! ¡Los creadores de este dispositivo milagroso combinaron un transformador generador de medio puente con un estrangulador! Simplemente enrollan los devanados en un núcleo en forma de W. Nadie había pensado en esto antes, ni siquiera los chinos. En general, este esquema fue diseñado por genios o por personas con talento alternativo. Por otro lado, si son tan brillantes, ¿por qué no donar un par de centavos para introducir una resistencia limitadora de corriente para evitar la irrupción de corriente a través del condensador del filtro? Sí, y por un varistor para un calentamiento suave de los electrodos (también centavos), podrían arruinarse.

EN LA URSS

El "circuito americano" anterior (estrangulador + arrancador + lámpara fluorescente) funciona con corriente alterna con una frecuencia de 50 hercios. ¿Qué pasa si la corriente es constante? Bueno, por ejemplo, la lámpara debe funcionar con pilas. Aquí no se puede arreglárselas con una opción electromecánica. Necesitas "esculpir el esquema". Electrónico. Y esos esquemas se encontraban, por ejemplo, en los trenes. Todos viajábamos en coches soviéticos de distintos niveles de confort y vimos allí esos tubos fluorescentes. Pero funcionaban con una corriente continua de 80 voltios, ese voltaje lo produce la batería de un automóvil. Para la fuente de alimentación, se desarrolló el "mismo" circuito: un generador de medio puente con un circuito resonante en serie, y para evitar picos de corriente a través de las bobinas de la lámpara, se introdujo un termistor de calentamiento directo TRP-27 con un coeficiente de resistencia de temperatura positivo. El circuito, hay que decirlo, era excepcionalmente fiable, y para convertirlo en un balasto para una red de CA y utilizarlo en la vida cotidiana, era necesario, de hecho, añadir un puente de diodos, un condensador de suavizado y ligeramente Recalcular los parámetros de algunas piezas y del transformador. El único "pero". Algo así sería bastante caro. Creo que su coste sería de nada menos que 60-70 rublos soviéticos, con un coste de aceleración de 3 rublos. Básicamente, por el alto coste en la URSS de los potentes transistores de alto voltaje. Y este circuito también emitió un chirrido de alta frecuencia bastante desagradable, no siempre, pero a veces se podía escuchar, tal vez los parámetros de los elementos cambiaron con el tiempo (los condensadores se secaron) y la frecuencia del generador disminuyó.

Esquema de alimentación de lámparas fluorescentes en trenes en buena resolución.

Reactancias electrónicas caras (reactancias electrónicas)

Un ejemplo de lastre simple y "caro" es un producto TOUVE. Trabajó en el sistema de iluminación del acuario, es decir, de él se alimentaban dos llamas verdes de 36 vatios. El dueño del balastro me dijo que esto es algo especial, especialmente diseñado para iluminar acuarios y terrarios. "Ecológico". No entendí qué era el respeto al medio ambiente, otra cuestión es que este "lastre ambiental" no funcionó. La apertura y el análisis del circuito mostraron que, en comparación con los baratos, es significativamente más complicado, aunque el principio - medio puente + lanzamiento a través del mismo circuito resonante en serie DB3 dinistor + - se conserva en su totalidad. Como hay dos lámparas, vemos dos circuitos resonantes T4C22C2 y T3C23C5. Las bobinas frías de las lámparas están protegidas de la corriente de entrada mediante termistores PTS1, PTS2.

¡Regla! Si compras una lámpara económica o un balastro electrónico, comprueba cómo enciende esta lámpara. Si es instantáneo, el lastre es barato, no importa lo que te digan al respecto. En condiciones más o menos normales, la lámpara debería encenderse después de presionar el botón después de aproximadamente 0,5 segundos.

Más. El varistor de entrada RV protege los condensadores del filtro de potencia de la corriente de entrada. El circuito está equipado con un filtro de potencia (encerrado en un círculo rojo): evita que las interferencias de alta frecuencia ingresen a la red. La corrección del factor de potencia está marcada en verde, pero en este circuito está ensamblada sobre elementos pasivos, lo que lo distingue de los más caros y sofisticados, donde un microcircuito especial controla la corrección. Hablaremos de este importante problema (corrección del factor de potencia) en uno de los siguientes artículos. Bueno, también se ha agregado una unidad de protección en modos anormales; en este caso, la generación se detiene cerrando la base Q1 con el tiristor SCR al suelo.

Por ejemplo, la desactivación de los electrodos o una violación de la estanqueidad del tubo provoca la aparición de un "circuito abierto" (la lámpara no se enciende), que se acompaña de un aumento significativo de la tensión en el condensador de arranque y un aumento de la corriente de balasto a la frecuencia de resonancia, limitado únicamente por el factor de calidad del circuito. El funcionamiento prolongado en este modo provoca daños en el balastro debido al sobrecalentamiento de los transistores. En este caso, la protección debería funcionar: el tiristor SCR cierra la base Q1 al suelo, deteniendo la generación.

Se puede ver que este dispositivo es mucho más grande que los balastros baratos, pero después de la reparación (uno de los transistores se salió volando) y la restauración, resultó que estos mismos transistores se calientan, como me pareció, más de lo necesario. hasta unos 70 grados. ¿Por qué no poner radiadores pequeños? No pretendo que el transistor se apague debido al sobrecalentamiento, pero es posible que el funcionamiento a temperaturas elevadas (en un caso cerrado) haya servido como factor provocador. En general pongo disipadores pequeños, ya que hay espacio.

Las lámparas fluorescentes no pueden funcionar directamente desde una red de 220V. Para encenderlos, es necesario crear un pulso de alto voltaje y, antes de eso, calentar sus espirales. Para ello se utilizan entrantes. Son de dos tipos: electromagnéticos y electrónicos. En este artículo veremos balastos electrónicos para lámparas fluorescentes, qué son y cómo funcionan.

¿De qué está hecha una lámpara fluorescente y para qué sirve un balastro?

Una lámpara fluorescente es una fuente de luz de descarga de gas. Consiste en un matraz tubular lleno de vapor de mercurio. Las espirales se encuentran a lo largo de los bordes del matraz. En consecuencia, se ubica un par de contactos en cada borde de la bombilla: estas son las conclusiones de la espiral.

El funcionamiento de una lámpara de este tipo se basa en la luminiscencia de los gases cuando la atraviesa una corriente eléctrica. Pero la corriente así entre dos espirales de metal (electrodos) no fluirá simplemente. Para hacer esto, debe ocurrir una descarga entre ellos, tal descarga se llama incandescente. Para hacer esto, primero se calientan las espirales haciendo pasar una corriente a través de ellas, y luego se aplica un pulso de alto voltaje de 600 voltios o más entre ellas. Las bobinas calentadas comienzan a emitir electrones y se forma una descarga bajo la acción del alto voltaje.

Si no entra en detalles, entonces la descripción del proceso es suficiente para establecer la tarea de la fuente de energía de dichas lámparas:

1. Caliente las bobinas;

2. Formar un impulso de ignición;

3. Mantenga el voltaje y la corriente a un nivel suficiente para operar la lámpara.

Interesante: Las lámparas fluorescentes compactas, más comúnmente denominadas "de bajo consumo", tienen una estructura y requisitos similares para su funcionamiento. La única diferencia es que sus dimensiones se reducen significativamente debido a una forma especial; de hecho, es el mismo matraz tubular, la forma no es lineal, sino retorcida en espiral.

Un dispositivo para alimentar lámparas fluorescentes se llama balastro (abreviado balastro) y, entre las personas, simplemente, balastro.

Hay dos tipos de lastre:

1. Electromagnético (Empra): consta de un acelerador y un motor de arranque. Sus ventajas son la simplicidad y sus desventajas son muchas: baja eficiencia, pulsaciones del flujo luminoso, interferencias en la red durante su funcionamiento, bajo factor de potencia, zumbidos, efecto estroboscópico. A continuación podéis ver su esquema y aspecto.

2. Electrónica (balastos electrónicos): una fuente de energía moderna para lámparas fluorescentes, es una placa en la que se encuentra un convertidor de alta frecuencia. Carece de todas las desventajas enumeradas anteriormente, por lo que las lámparas producen un mayor flujo luminoso y vida útil.

Un balastro electrónico típico consta de las siguientes unidades:

1. Puente de diodos.

2. Un generador de alta frecuencia fabricado con un controlador PWM (en modelos costosos) o en un circuito de autogenerador con un convertidor de medio puente (con mayor frecuencia).

3. Elemento de umbral de disparo (generalmente un dinistor DB3 con un voltaje umbral de 30 V).

4. Circuito LC de potencia de encendido.

A continuación se muestra un diagrama típico, considere cada uno de sus nodos:

El voltaje alterno se suministra al puente de diodos, donde es rectificado y suavizado por un condensador de filtro. En el caso normal, se instala un fusible y un filtro de interferencias electromagnéticas antes del puente. Pero en la mayoría de los balastros electrónicos chinos no hay filtros y la capacidad del condensador de suavizado es menor de lo necesario, lo que causa problemas con el encendido y el funcionamiento de la lámpara.

Consejo: si está reparando balastos electrónicos, lea el artículo en nuestro sitio web.

Después de eso, el voltaje se suministra al oscilador. Por el nombre, está claro que un oscilador es un circuito que genera oscilaciones de forma independiente. En este caso, se fabrica en uno o dos transistores, según la potencia. Los transistores están conectados a un transformador con tres devanados. Normalmente se utilizan transistores como MJE 13003 o MJE 13001 y similares, dependiendo de la potencia de la lámpara.

Aunque este elemento se llama transformador, no parece familiar: es un anillo de ferrita en el que se enrollan tres devanados, de varias vueltas cada uno. Dos de ellos son de control, cada uno con dos vueltas, y uno de trabajo con 9 vueltas. Los devanados de control crean pulsos para encender y apagar los transistores, conectados por un extremo a sus bases.

Dado que están enrollados en antifase (los inicios de los devanados están marcados con puntos, preste atención al diagrama), los pulsos de control son opuestos entre sí. Por lo tanto, los transistores se abren a su vez, porque si se abren al mismo tiempo, entonces simplemente cierran la salida del puente de diodos y uno de estos se quemará. El devanado de trabajo está conectado en un extremo al punto entre los transistores, y en el otro extremo al inductor y capacitor de trabajo, la lámpara se alimenta a través de él.

Cuando la corriente fluye en uno de los devanados, se induce una FEM de la polaridad correspondiente en los otros dos, lo que conduce a la conmutación de transistores. El oscilador está sintonizado a una frecuencia por encima del rango de audio, es decir, por encima de 20 kHz. Es este elemento el que es un convertidor de CC a CA.

Para iniciar el generador, se instala un dinistor, que enciende el circuito después de que el voltaje alcanza un cierto valor. Por lo general, se instala un dinistor DB3, que se abre en el rango de voltaje de aproximadamente 30 V. El tiempo tras el cual se abre lo establece el circuito RC.

Retiro:

Las versiones más avanzadas de balastos electrónicos no se basan en un circuito autooscilante, sino en controladores PWM. Tienen características más estables. Sin embargo, durante más de cinco años de hacer electrónica, nunca me había encontrado con un balasto electrónico de este tipo, todos con los que trabajé eran auto-oscilantes.

El circuito LC se ha mencionado repetidamente anteriormente. Este es un estrangulador instalado en serie con una espiral y un condensador instalado en paralelo con la lámpara. Una corriente fluye a través de este circuito, calentando las bobinas, y luego se forma un pulso de alto voltaje en el capacitor, encendiéndolo. El inductor está fabricado sobre un núcleo de ferrita en forma de W.

Estos elementos se seleccionan de manera que a la frecuencia de operación entren en resonancia. Dado que el inductor y el capacitor están instalados en serie, se observa resonancia de voltaje a esta frecuencia.

En la resonancia de los voltajes en la inductancia y la capacitancia, el voltaje comienza a crecer fuertemente en ejemplos teóricos idealizados hasta un valor infinitamente grande, mientras que la corriente consumida es extremadamente pequeña.

Como resultado, tenemos un generador de frecuencia coincidente y un circuito resonante. Debido al aumento de voltaje en el capacitor, la lámpara se enciende.

A continuación se muestra otra versión del circuito, como puede ver, todo es básicamente igual.

Debido a la alta frecuencia de operación, es posible lograr pequeñas dimensiones del transformador y el inductor.

Para consolidar la información pasada, considere un tablero de balasto electrónico real, los nodos principales descritos anteriormente se destacan en la imagen:

Y este es un tablero de una lámpara de bajo consumo:

Conclusión

El balasto electrónico mejora notablemente el proceso de encendido de las lámparas y funciona sin pulsaciones ni ruidos. Su circuito no es muy complicado y se puede construir una fuente de alimentación de baja potencia sobre su base. Por lo tanto, los balastos electrónicos de los ahorradores de energía quemados son una excelente fuente de componentes de radio gratuitos.

Las lámparas fluorescentes con balastos electromagnéticos no deben utilizarse en locales industriales y domésticos. El caso es que tienen fuertes pulsaciones y puede aparecer un efecto estroboscópico, es decir, si se instalan en un taller de torneado, entonces a una cierta velocidad de rotación del husillo de un torno y otros equipos, puede parecerle. que está parado, lo que puede causar lesiones. Esto no sucederá con el balastro electrónico.

Se necesita un balastro electromagnético o electrónico para lámparas fluorescentes para el funcionamiento normal de esta fuente de luz. La tarea principal del balasto es convertir el voltaje continuo en voltaje alterno. Cada uno de ellos tiene sus pros y sus contras.

¿Cómo funciona LL con balastro electromagnético?

Preste atención a este diagrama de cableado. La marca LL1 es un lastre. Dentro de las lámparas fluorescentes hay un medio gaseoso. Al aumentar la corriente, el voltaje entre los electrodos de la lámpara disminuye gradualmente y la resistencia es negativa. El balasto se usa solo para limitar la corriente y también crea un aumento del voltaje de encendido de la lámpara a corto plazo, ya que no es suficiente en una red convencional. Este elemento también se llama acelerador.

En dicho dispositivo, se utiliza un motor de arranque: una pequeña lámpara de descarga incandescente (E1). Contiene dos electrodos. Uno de ellos es bimetálico (móvil).

En su posición original están abiertos. Al cerrar el contacto SA1 y aplicar voltaje al circuito, la corriente no pasa primero por la fuente de luz, sino que en el arrancador aparece una descarga luminiscente entre los dos electrodos. Los electrodos se calientan y, como resultado, la placa bimetálica se dobla, cerrando el contacto. La corriente que pasa a través del balastro aumenta, calentando los electrodos de la lámpara fluorescente.

A continuación, se abren los electrodos del motor de arranque. Hay un proceso de autoinducción. El inductor crea un pulso de alto voltaje que enciende el LL. La corriente nominal lo atraviesa, pero luego cae a la mitad debido a una disminución en el voltaje a través del inductor. Los electrodos de arranque permanecen en posición abierta mientras la luz esté encendida. Y los condensadores C2 y C1 aumentan la eficiencia y reducen las cargas reactivas.

Ventajas del balastro electromagnético clásico:

• bajo costo;
• facilidad de uso.

Contras de EMPR:

• ruido del acelerador en funcionamiento;
• parpadeo LL;
• encendido prolongado de la lámpara;
• peso y grandes dimensiones;
• hasta un 15% de pérdidas de energía por avance de fase de la tensión alterna (factor de potencia);
• Mala conmutación en ambientes de baja temperatura.

¡En una nota! El problema de la pérdida de energía se puede resolver conectando (en paralelo a la red) un condensador con una capacitancia de 3-5 microfaradios.

¡Consejo! El balastro debe seleccionarse estrictamente de acuerdo con la potencia de la lámpara. De lo contrario, su lámpara podría romperse prematuramente.

Las causas más comunes de mal funcionamiento del LL con balasto electromagnético

Se identifican los siguientes problemas:

Cómo funciona LL con balastro electrónico

Debido a la gran cantidad de deficiencias del balastro electromagnético, se creó un balastro electrónico nuevo, más duradero y tecnológico. Se trata de una única fuente de alimentación electrónica. Ahora es el más común, ya que carece de las deficiencias que existen en la EMPRA. Además, funciona sin arrancadores.

Por ejemplo, tomemos un circuito de cualquier balastro electrónico.

La tensión de entrada se rectifica, como es habitual, mediante diodos VD4-VD7. Luego viene el condensador de filtro C1. Su capacidad depende de la potencia de la lámpara. Generalmente se guía por el cálculo: 1 uF por 1 W de potencia del consumidor.

A continuación, se carga el condensador C4 y se abre paso el dinistor CD1. El pulso de voltaje resultante activa el transistor T2, después de lo cual se conecta un autooscilador de medio puente del transformador TR1 y los transistores T1 y T2 para trabajar.

Los electrodos de la lámpara comienzan a calentarse. A esto se suma un circuito oscilatorio, que entra en resonancia eléctrica antes de descargarse de la inductancia L1, el generador y los condensadores C2 y C3. Su frecuencia es de unos 50 kHz. Tan pronto como el condensador C3 se carga al voltaje de activación, los cátodos se calientan intensamente y el LL se enciende suavemente. El inductor limita inmediatamente la corriente y la frecuencia del generador cae. El circuito oscilatorio sale de resonancia y se establece la tensión nominal de funcionamiento.

Ventajas de los balastros electrónicos:

• bajo peso y pequeñas dimensiones debido a la alta frecuencia;
• alto rendimiento lumínico debido a una mayor eficiencia;
• LL no parpadea;
• protección de la lámpara contra caídas de voltaje;
• sin ruido durante el funcionamiento;
• durabilidad debido a la optimización del modo de arranque y operación;
• Es posible configurar el inicio instantáneo o el inicio retrasado.

La única desventaja de los balastros electrónicos es su elevado coste.

¡Nota! Un balasto electrónico barato para lámparas fluorescentes funciona como un EMPRA: una lámpara fluorescente se enciende con un alto voltaje y la quema se mantiene baja.

La causa de las averías de las lámparas con balastro electrónico, así como su reparación.

Sí, nada es permanente. También se rompen. Pero la reparación de un balastro electrónico es mucho más difícil que la de un balastro electromagnético. Aquí se necesitan habilidades en soldadura y conocimientos de ingeniería de radio. Y no está de más saber también cómo comprobar el funcionamiento del balastro electrónico si no se conoce ningún LL que funcione.

Retire la lámpara del dispositivo. Cierre los cables de los filamentos, por ejemplo, con un clip. Y entre ellos conectamos una lámpara incandescente. Vea la imagen a continuación.

Cuando se aplica energía, un balastro en funcionamiento encenderá la bombilla.

¡Consejo! Después de reparar el balastro, antes de conectarlo a la red, es mejor conectar en serie otra lámpara incandescente (40 W). Esto se debe al hecho de que si se detecta un cortocircuito, se iluminará intensamente y las partes del dispositivo permanecerán ilesas.

Muy a menudo, en el balastro electrónico “salen volando” 5 piezas:

1. Fusible (resistencia de 2-5 ohmios).
2. Puente de diodos.
3. Transistores. Junto con ellos, las resistencias de 30 ohmios también pueden quemar el circuito. Fallan principalmente debido a subidas de tensión.
4. Un poco menos a menudo se detecta una avería del condensador que conecta los filamentos. Su capacitancia es de sólo 4,7 nF. En accesorios baratos, colocan condensadores de película con un voltaje de funcionamiento de 250 a 400 V. Esto es muy pequeño, por lo que es mejor reemplazarlos con condensadores de la misma capacidad, solo que con un voltaje de 1,2 kV, o incluso 2 kV. .
5. Dinistor. A menudo se lo denomina DB3 o CD1. Es imposible comprobarlo sin equipo especial. Por lo tanto, si todos los elementos del tablero están intactos y el balastro aún no funciona, intente instalar otro dinistor.

Si no tiene conocimientos ni experiencia en electrónica, es mejor simplemente reemplazar su balastro por uno nuevo. Ahora cada uno de ellos se produce con instrucciones y un diagrama en el caso. Después de leerlo detenidamente, podrá conectar fácilmente el lastre usted mismo.

El factor principal en el funcionamiento normal de las lámparas fluorescentes es el tipo de corriente eléctrica. Dado que estos dispositivos de iluminación funcionan con corriente continua, se debe instalar un balastro o balastro en su circuito. El más popular es el balastro electrónico, que tiene una serie de ventajas sobre la unidad electromagnética.

Variedades principales

Hoy en día existen dos tipos de balastos: electromagnéticos y electrónicos. Se diferencian en el principio de funcionamiento, por lo que vale la pena conocer cada uno de ellos.

balastro electromagnético

Este tipo de implementación implica conectar el inductor a la lámpara en serie. Además, para el funcionamiento del balastro electromagnético, se requiere un arrancador, con la ayuda del cual se regula el proceso de encendido de la lámpara. Esta pieza es una lámpara de descarga de gas, dentro de cuya bombilla se encuentran electrodos bimetálicos.

El dispositivo funciona de la siguiente manera:

Cuando el dispositivo luminiscente entra en funcionamiento normal, el voltaje en él y en el arrancador es un 50% menor que el de la red, y esto no es suficiente para activar el segundo elemento. Como resultado, el motor de arranque entra en estado deshabilitado y deja de afectar el funcionamiento del dispositivo de iluminación.

El balastro electromagnético presenta una estructura simple y de bajo costo. Durante mucho tiempo, estos dispositivos se utilizaron activamente en la fabricación de lámparas, sin embargo, tienen una serie de desventajas:

1. El dispositivo luminiscente tarda unos 3 segundos en entrar en modo de funcionamiento.
2. Los dispositivos de iluminación con balasto electromagnético parpadean durante el funcionamiento, lo que afecta negativamente a los órganos de la visión.
3. El consumo energético de estos dispositivos es mucho mayor en comparación con los balastros electrónicos.
4. El acelerador hace ruido durante el funcionamiento.

Debido a estas deficiencias, hoy en día rara vez se utilizan balastos electromagnéticos para lámparas.

Implementación electrónica

Los dispositivos electrónicos son convertidores de voltaje que proporcionan energía a las lámparas fluorescentes. Aunque se han creado muchas variantes de balastro electrónico, en la mayoría de los casos se utiliza un único diagrama de bloques. Al mismo tiempo, los fabricantes pueden realizar ciertos cambios, por ejemplo, agregar un esquema de control de brillo de los dispositivos de iluminación.

Cambiar la lámpara fluorescente de la lámpara al funcionamiento normal mediante un dispositivo electrónico. La PRA se lleva a cabo con mayor frecuencia de dos maneras:

1. Hasta que se aplica el voltaje de encendido a los cátodos de la lámpara, se precalientan. Esto le permite eliminar el parpadeo y aumentar la eficiencia del dispositivo de iluminación.
2. En el diseño de la lámpara se instala un circuito oscilatorio, que entra en resonancia antes de que aparezca una descarga en la bombilla.

Cuando se utiliza el segundo método, el circuito de balastro electrónico se implementa de modo que el filamento de la bombilla sea parte del circuito. Tan pronto como aparece una descarga en un medio gaseoso, los parámetros del circuito oscilatorio cambian, tras lo cual sale de resonancia. Como resultado, el voltaje cae al voltaje de trabajo.

Diagrama esquemático de un balastro para lámparas de 36w.

Hoy en día, se utilizan ampliamente dispositivos luminiscentes compactos con bases E14 y E27. En ellos, el lastre se instala directamente en la estructura del dispositivo. A continuación se muestra un ejemplo de circuito de balastro electrónico para lámparas fluorescentes de 18w.

Solución de problemas y reparación

Si hay problemas con el funcionamiento de las lámparas de descarga, a menudo las reparaciones las puede realizar usted mismo. La tarea principal en tal situación es identificar la fuente del problema- luminaria o balastro. Para verificar el circuito electrónico, primero debe quitar la bombilla lineal, cerrar los electrodos y conectar una lámpara normal. Si empezó a brillar, entonces el problema no está en el lastre.

Para solucionar problemas de dispositivos de iluminación fluorescente, primero debe hacer sonar todos los elementos uno por uno, comenzando por el fusible. Si esta pieza funciona, es necesario proceder a comprobar el condensador y los diodos. Si todos los elementos del lastre están en buen estado, vale la pena revisar el acelerador. La reparación oportuna del dispositivo de iluminación aumentará su vida útil..