Alimentatore elettronico per lampade fluorescenti: cos'è, come funziona, schemi di collegamento delle lampade con alimentatore elettronico

Le interessa sapere a cosa serve il modulo elettronico EPRA per lampade fluorescenti e come collegarlo? Una corretta installazione di lampade a risparmio energetico può prolungare notevolmente la loro durata, non è vero? Ma Lei non sa come collegare l'EPRA e se è necessario farlo?

Le spiegheremo lo scopo del modulo elettronico e il suo collegamento – nell'articolo vengono esaminate le caratteristiche costruttive di questo apparecchio, grazie al quale si forma la cosiddetta tensione di avviamento, e viene mantenuta la modalità di funzionamento ottimale delle lampade.

Vengono forniti schemi elettrici di collegamento per lampade fluorescenti con l'impiego di un regolatore di avviamento elettronico, nonché raccomandazioni video per l'uso di tali dispositivi, i quali sono parte integrante dello schema delle lampade a scarica, nonostante il fatto che la progettazione di tali fonti luminose possa differire notevolmente.

Costruzioni dei moduli di regolazione di avviamento

Le costruzioni delle industriali e domestiche lampade fluorescenti, di regola, sono dotate di moduli EPRA. L'acronimo è di facile comprensione – apparecchio elettronico di regolazione dell'avviamento.

Dispositivo elettromagnetico di vecchio modello

Considerando la progettazione di questo dispositivo della serie classica elettromagnetica, si può notare subito un evidente difetto: l'ingombro del modulo.

Tuttavia, i progettisti hanno sempre cercato di minimizzare le dimensioni di ingombro dell'EMPRA. In una certa misura ci sono riusciti, a giudicare dalle moderne modifiche già in forma di EPRA.

Set di elementi funzionali del dispositivo di regolazione di avviamento elettromagnetico. Le sue parti componenti, come si vede, sono solo due componenti: l'induttore (il cosiddetto ballast) e lo starter (schema di formazione della scarica).

L'ingombro della struttura elettromagnetica è dovuto all'introduzione nel circuito di un induttore di grandi dimensioni – un elemento obbligatorio, progettato per stabilizzare la tensione di rete e fungere da ballast.

Oltre al reattore, nel circuito dell'EMPRA sono inclusi starter (uno o due). È evidente la dipendenza della qualità del loro lavoro e della durata della lampada, poiché un difetto dello starter provoca un avviamento falso, che significa sovraccarico di corrente sui filamenti.

Ecco uno dei possibili progetti del modulo elettromagnetico di avviamento e regolazione per lampade fluorescenti. Esistono molte altre varianti, che differiscono per dimensioni e materiali del corpo.

Oltre all'inaffidabilità dell'avviamento con starter, le lampade fluorescenti soffrono dell'effetto stroboscopico, che si manifesta con uno sfarfallio a una frequenza vicina ai 50 Hz.

Infine, il dispositivo di avviamento e regolazione comporta notevoli perdite energetiche, riducendo così l'efficienza complessiva delle lampade fluorescenti.

Perfezionamento della progettazione fino all'EPRA

A partire dagli anni '90, gli schemi delle lampade fluorescenti sono stati sempre più spesso integrati con un progetto migliorato del modulo di avviamento e regolazione.

Il modulo modernizzato si basa su componenti elettronici a semiconduttore. Di conseguenza, le dimensioni del dispositivo sono diminuite e la qualità del funzionamento è migliorata.

Il risultato della modifica dei regolatori elettromagnetici sono i dispositivi elettronici a semiconduttore per l'avviamento e la regolazione della luminosità delle lampade fluorescenti. Dal punto di vista tecnico, offrono prestazioni superiori.

L'introduzione dei ballast elettronici a semiconduttore ha praticamente eliminato tutti i difetti presenti negli schemi dei dispositivi tradizionali.

I moduli elettronici garantiscono un funzionamento stabile e di qualità, aumentando la durata degli apparecchi fluorescenti.

Maggiore efficienza, regolazione fluida della luminosità, fattore di potenza migliorato: questi sono i principali vantaggi dei nuovi moduli ballast elettronici.

Di cosa è composto il dispositivo?

I componenti principali del circuito del modulo elettronico sono:

• dispositivo raddrizzatore;
• filtro per le interferenze elettromagnetiche;
• correttore del fattore di potenza;
• filtro di livellamento della tensione;
• circuito invertitore;
• elemento induttivo

La configurazione del circuito prevede una delle due varianti: a ponte o semiponte. I progetti che utilizzano lo schema a ponte supportano generalmente lampade ad alta potenza.

I moduli di avviamento e regolazione realizzati con schema a ponte sono progettati per apparecchi di illuminazione di questo tipo (con potenza superiore a 100 watt). Oltre a supportare la potenza, tale schema ha un effetto positivo sulle caratteristiche della tensione di alimentazione.

Tuttavia, nella maggior parte degli apparecchi fluorescenti vengono utilizzati moduli basati su schema semiponte.

Questi dispositivi sono più comuni sul mercato rispetto a quelli a ponte, poiché per le applicazioni tradizionali sono sufficienti apparecchi con potenza fino a 50 W.

Caratteristiche di funzionamento dell'apparecchio

Il funzionamento dell'elettronica può essere suddiviso in tre fasi operative. Innanzitutto, si attiva la funzione di preriscaldamento dei filamenti, che è un aspetto importante per la durata dei dispositivi di illuminazione a gas.

Questa funzione è particolarmente necessaria in condizioni ambientali a bassa temperatura.

Vista della scheda elettronica di lavoro di uno dei modelli del modulo di avviamento e regolazione a semiconduttori. Questa scheda piccola e leggera sostituisce completamente la funzionalità del grande reattore e aggiunge una serie di proprietà migliorate.

Successivamente, il circuito del modulo attiva la funzione di generazione di un impulso di impedenza ad alta tensione – un livello di tensione di circa 1,5 kV.

La presenza di una tensione di tale entità tra gli elettrodi comporta inevitabilmente la rottura del gas nel bulbo della lampada fluorescente – l'accensione della lampada.

Infine, si attiva la terza fase del circuito del modulo, la cui funzione principale è creare una tensione di combustione stabilizzata del gas all'interno del bulbo.

Il livello di tensione in questo caso è relativamente basso, garantendo così un basso consumo energetico.

Schema elettrico del regolatore di avviamento

Come già notato, una configurazione frequentemente utilizzata è il modulo EPRA, assemblato secondo uno schema a semiponte push-pull.

Schema elettrico di un dispositivo a semiponte per l'avviamento e la regolazione dei parametri degli apparecchi di illuminazione fluorescenti. Tuttavia, questa non è affatto l'unica soluzione circuitale utilizzata per la realizzazione degli EPRA.

Tale schema funziona nella sequenza seguente:

1. La tensione di rete di 220 V arriva al ponte di diodi e al filtro.
2. All'uscita del filtro si forma una tensione continua di 300-310 V.
3. Il modulo inverter aumenta la frequenza della tensione.
4. Dall'inverter, la tensione passa a un trasformatore simmetrico.
5. Sul trasformatore, tramite i transistor di commutazione, si forma il potenziale di lavoro necessario per la lampada fluorescente.

I transistor di controllo posizionati nei circuiti delle due sezioni primarie e secondaria regolano la potenza richiesta.

Pertanto, sull'avvolgimento secondario si forma un potenziale specifico per ogni fase di funzionamento della lampada. Ad esempio, uno durante il riscaldamento dei filamenti, un altro durante il funzionamento corrente.

Consideriamo lo schema elettrico di un EPRA a semiponte per lampade con potenza fino a 30 W. Qui la tensione di rete viene raddrizzata da un ponte di quattro diodi.

La tensione raddrizzata dal ponte di diodi viene applicata a un condensatore, dove viene livellata in ampiezza e filtrata dalle armoniche.

La corretta selezione dei componenti elettronici influisce sulla qualità del funzionamento del circuito. Il funzionamento normale è caratterizzato dal parametro di corrente sul terminale positivo del condensatore C1. La durata dell'impulso di accensione della lampada è determinata dal condensatore C4.

Successivamente, tramite la parte invertente del circuito, realizzata con due transistor chiave (semi-ponte), la tensione proveniente dalla rete a 50 Hz viene convertita in un potenziale a frequenza più elevata – da 20 kHz.

Questa viene poi applicata ai terminali della lampada fluorescente per garantire il funzionamento.

Pressoché lo stesso principio segue il circuito a ponte. La differenza consiste solo nel fatto che non vengono utilizzati due inverter, ma quattro transistor chiave. Di conseguenza, il circuito diventa leggermente più complesso, con l'aggiunta di ulteriori elementi.

Nodo del circuito inverter, realizzato secondo uno schema a ponte. Qui nel funzionamento del nodo partecipano non due, ma quattro transistor chiave. Per di più, spesso si prediligono elementi semiconduttori a struttura a effetto di campo. Nel circuito: VT1…VT4 – transistor; Tp – trasformatore di corrente; Up, Un – convertitori.

Tuttavia, è proprio la variante di montaggio a ponte che garantisce il collegamento di un gran numero di lampade (più di due) su un unico ballasto. Di regola, i dispositivi assemblati secondo lo schema a ponte sono progettati per una potenza di carico da 100 W in su.

Opzioni di collegamento per lampade fluorescenti

A seconda delle soluzioni circuitali utilizzate nella costruzione degli apparecchi di avviamento e regolazione, le opzioni di collegamento possono essere molto diverse.

Se un modello di dispositivo supporta, ad esempio, il collegamento di una singola lampada, un altro modello può supportare già il funzionamento simultaneo di quattro lampade.

La variante più semplice di alimentazione della lampada tramite elemento di regolazione di avviamento elettromagnetico: 1 – filamento; 2 – starter; 3 – bulbo di vetro; 4 – induttanza; L – linea di alimentazione di fase; N – linea neutra.

La connessione più semplice sembra essere la versione con dispositivo elettromagnetico, dove gli elementi principali del circuito sono solo reattore e starter.

Qui, dall'interfaccia di rete, la linea di fase si collega a uno dei due terminali dell'induttanza, mentre il conduttore neutro viene portato a un terminale della lampada fluorescente.

La fase, smorzata sull'induttanza, viene prelevata dal suo secondo terminale e collegata al secondo terminale (opposto).

I restanti due terminali liberi della lampada vengono collegati alla presa dello starter. Ecco, in sostanza, l'intero circuito, che fino all'avvento dei modelli elettronici a semiconduttore dei ballast (EPRA) era usato ovunque.

Variante di collegamento di due lampade fluorescenti tramite un singolo induttore: 1 – condensatore di filtro; 2 – induttore, di potenza pari a quella dei due apparecchi luminosi; 3, 4 – lampade; 5, 6 – starter di accensione; L – linea di fase dell'alimentazione; N – linea neutra

Sulla base dello stesso schema si realizza una soluzione con il collegamento di due lampade fluorescenti, un induttore e due starter. In questo caso, però, è necessario selezionare l'induttore in base alla potenza, considerando la potenza totale degli apparecchi a gas.

La variante circuitale con induttore può essere modificata per eliminare il difetto di sfarfallamento. Questo si verifica abbastanza spesso proprio negli apparecchi con reattore elettromagnetico (EPRA).

La modifica comporta l'aggiunta di un ponte a diodi nello schema, che viene inserito dopo l'induttore.

Collegamento ai moduli elettronici

Le varianti di collegamento delle lampade fluorescenti ai moduli elettronici differiscono leggermente. Ogni reattore elettronico di avviamento e regolazione dispone di morsetti di ingresso per la tensione di rete e di morsetti di uscita per il carico.

A seconda della configurazione dell'EPRA, vengono collegate una o più lampade. Di solito, sul corpo dell'apparecchio di qualsiasi potenza, progettato per il collegamento del corrispondente numero di apparecchi, è presente uno schema elettrico di collegamento.

Procedura di collegamento degli apparecchi fluorescenti al dispositivo di avviamento e regolazione a semiconduttori: 1 – interfaccia per rete e messa a terra; 2 – interfaccia per gli apparecchi; 3,4 – apparecchi; L – linea di fase dell'alimentazione; N – linea neutra; 1…6 – contatti dell'interfaccia

Nello schema sopra, ad esempio, è prevista l'alimentazione di massimo due lampade fluorescenti, poiché nel circuito viene utilizzato un modello di ballast per due lampade.

I due interfaccia del dispositivo sono progettati in questo modo: uno per il collegamento della tensione di rete e del conduttore di terra, l'altro per il collegamento delle lampade. Anche questa variante è tra le soluzioni semplici.

Un apparecchio analogo, ma progettato per funzionare con quattro lampade, si differenzia per la presenza di un maggior numero di morsetti sull'interfaccia di collegamento del carico. L'interfaccia di rete e la linea di collegamento della messa a terra rimangono invariate.

Disposizione dei collegamenti per la variante a quattro lampade. Come dispositivo di avviamento e regolazione viene utilizzato anche un EPRA elettronico a semiconduttori. Nello schema, 1…10 – contatti dell'interfaccia del dispositivo di avviamento e regolazione

Tuttavia, insieme ai dispositivi semplici – a una, due, quattro lampade – esistono costruzioni di avviamento e regolazione la cui schematica prevede l'utilizzo della funzione di regolazione della luminosità delle lampade fluorescenti tramite.

Questi sono i cosiddetti modelli controllati di regolatori. Si consiglia di approfondire il principio di funzionamento del regolatore di potenza degli apparecchi di illuminazione.

In cosa differiscono questi apparecchi da quelli già esaminati? Nel fatto che, oltre ai collegamenti di rete e di carico, sono dotati anche di un'interfaccia per il collegamento della tensione di controllo, il cui livello è solitamente compreso tra 1 e 10 volt in corrente continua.

Configurazione a quattro lampade con possibilità di regolazione graduale della luminosità: 1 – interruttore di modalità; 2 – contatti di alimentazione della tensione di controllo; 3 – contatto di terra; 4, 5, 6, 7 – lampade fluorescenti; L – linea di fase di alimentazione; N – linea neutra; 1…20 – contatti dell'interfaccia del dispositivo di avviamento e regolazione

Pertanto, la varietà di configurazioni dei moduli di avviamento e regolazione elettronici consente di organizzare sistemi di apparecchi di illuminazione di diversi livelli. Non si intende solo il livello di potenza e la copertura delle aree, ma anche il livello di controllo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Un video realizzato sulla base della pratica di un elettricista racconta e mostra quale dei due apparecchi dovrebbe essere ritenuto dall'utente finale come più qualitativo e pratico.

Questo servizio conferma ancora una volta che le soluzioni semplici appaiono affidabili e durevoli:

Nel frattempo, i reattori elettronici continuano a migliorare. Sul mercato compaiono periodicamente nuovi modelli di tali dispositivi. Anche le versioni elettroniche non sono prive di difetti, ma rispetto alle varianti elettromagnetiche mostrano chiaramente migliori qualità tecniche e operative.

Lei è esperto in materia di principio di funzionamento e schemi di collegamento dei reattori elettronici e desidera integrare il materiale sopra esposto con osservazioni personali? Oppure vuole condividere utili consigli sulle sfumature della riparazione, sostituzione o scelta di un dispositivo di avviamento e regolazione? Scriva, per favore, i suoi commenti a questo articolo nel blocco sottostante.