蛍光灯の制御機構はどのように構成され、どのように機能するのか

蛍光灯を含むガス放電光源の種類では、密閉されたガラス ハウジング内でアーク放電を通過させる特別な装置を使用する必要があります。

蛍光灯の装置と動作原理

その形状はチューブの形で作られています。真っ直ぐでも、曲がっていても、ねじれていても構いません。

ガラス球の表面は内側からリンの層で覆われており、その端にはタングステンのフィラメントが配置されています。内容積は密閉されており、水銀蒸気を含む低圧不活性ガスが充填されています。

蛍光灯の輝きは、熱電子放射の原理に基づいてフィラメント間の不活性ガス中でアーク放電が発生し維持されることによって発生します。その流れとしては、タングステン線に電流を流して金属を加熱します。

同時に、フィラメント間に高い電位差が印加され、フィラメント間の電気アークの流れにエネルギーが供給されます。水銀蒸気は、不活性ガス環境における水銀の流路を改善します。蛍光体層は、出射光ビームの光学特性を変換します。

蛍光灯制御装置内の電気プロセスの通過を確保することを扱います...略称 PRA。

バラストの種類

使用する要素ベースに応じて、バラスト装置は 2 つの方法で作成できます。

1. 電磁設計;

2.電子ブロック。

蛍光灯の最初のモデルは、最初の方法のみで動作しました。このために、次のものを使用しました。

• スターター;

• スロットル。

電子ブロックが登場したのはそれほど前のことではありません。これらは、マイクロプロセッサ技術に基づいた最新の電子ベースの品揃えを生産する企業の大規模かつ急速な発展の後に生産され始めました。

電磁安定器

電磁安定器付き蛍光灯（EMPRA）の動作原理

電磁チョークを接続したスターターの始動回路は、伝統的で古典的なものと考えられています。比較的シンプルでコストが低いため、依然として人気があり、照明計画で広く使用され続けています。

ランプに主電源を供給した後、電圧はチョークコイルとタングステンフィラメントを介してランプに供給されます。 スターター電極… 小型のガス放電ランプの形で設計されています。

電極に主電源電圧が印加されると、電極間にグロー放電が発生し、不活性ガスのグローが形成され、周囲が加熱されます。すぐ近くに バイメタル接点 それを認識し、曲げます。形状を変えて電極間のギャップを閉じます。

電気回路の回路内に閉回路が形成され、そこに電流が流れ始め、蛍光灯のフィラメントが加熱されます。熱電子放出がそれらの周りに形成されます。同時にフラスコ内の水銀蒸気が加熱されます。

結果として生じる電流により、ネットワークからスターターの電極に印加される電圧が約半分に減少します。それらの間の雷は減少し、温度は低下します。バイメタル プレートは電極間の回路を切断することで曲がりを軽減し、電極を流れる電流が遮断され、チョーク内に自己誘導 EMF が発生します。接続されている回路、つまり蛍光灯のフィラメント間で、すぐに短期間の放電が発生します。

その値は数キロボルトに達します。加熱された水銀蒸気と加熱されたフィラメントを使用して不活性ガス媒体を熱電子放射の状態まで崩壊させるだけで十分です。ランプの両端の間に電気アークが発生し、これが光源となります。

同時に、スターターの接点の電圧は、その不活性層を破壊してバイメタルプレートの電極を再び閉じるのに十分ではありません。オープンしたままです。スターターはその後の作業計画には参加しません。

グローを開始した後は、回路内の電流を制限する必要があります。回路素子が焼損する恐れがあります。この機能は以下にも割り当てられています スロットル... 誘導抵抗により電流の上昇が制限され、ランプの損傷が防止されます。

電磁安定器の接続図

上記の蛍光灯の動作原理に基づいて、制御装置を通じてさまざまな接続方式が作成されます。

最も簡単なのは、1 つのランプのチョークとスターターをオンにすることです。

この方法では、電源回路に追加の誘導抵抗が発生します。その作用による無効電力損失を低減するために、回路の入力にコンデンサを組み込むことで電流ベクトルの角度を逆方向にシフトする補償が使用されます。

チョークの電力により複数の蛍光灯を動作させることができる場合、蛍光灯は直列回路に集められ、それぞれを始動するために別個のスターターが使用されます。

誘導抵抗の影響を補償する必要がある場合は、以前と同じ手法が使用され、補償コンデンサが接続されます。

チョークの代わりに、同じ誘導抵抗を持ち、出力電圧の値を調整できる単巻変圧器を回路で使用できます。無効成分の有効電力損失の補償は、コンデンサを接続することによって行われます。

単巻変圧器 複数のランプを直列に接続して照明に使用できます。

同時に、信頼性の高い動作を確保するために電力を予備として確保することが重要です。

電磁安定器を使用するデメリット

スロットルの寸法により、制御装置用に別のハウジングを作成する必要があり、一定のスペースを占有します。同時に、小さいながらも外来ノイズも発生します。

スターターの設計は信頼できません。故障により定期的にランプが切れることがあります。スターターが故障した場合、安定した燃焼が始まる前に数回のフラッシュが視覚的に観察されると、誤始動が発生します。この現象はスレッドの寿命に影響を与えます。

電磁安定器は比較的高いエネルギー損失を引き起こし、効率を低下させます。

蛍光灯を駆動する回路の昇圧器

このスキームはアマチュアのデザインでよく見られ、工業デザインでは使用されませんが、要素の複雑なベースは必要なく、製造が簡単で効率的です。

その動作原理は、ネットワークの供給電圧を大幅に大きな値まで徐々に増加させ、加熱することなく水銀蒸気による不活性ガス媒体の絶縁破壊を引き起こし、スレッドの熱電子放射を確保することにあります。

このような接続により、フィラメントが焼けた電球でも使用できます。これを行うには、回路内で電球の両側を外部ジャンパーで短絡するだけです。

このような回路では、人が感電する危険性が高くなります。そのソースは乗算器からの出力電圧であり、キロボルト以上まで上げることができます。

このチャートの使用はお勧めしませんが、このチャートがもたらすリスクの危険性を明確にするために公開しています。私たちは意図的にこの問題に注意を向けています。自分自身ではこの方法を使用せず、この大きな欠点について同僚に警告しないでください。

電子安定器

電子安定器（ECG）を備えた蛍光灯の動作の特徴

不活性ガスと水銀蒸気を含むガラスフラスコ内でアーク放電と発光を形成するすべての物理法則は、電子安定器によって制御されるランプの設計においても変わりません。

したがって、電子安定器の動作アルゴリズムは、対応する電磁安定器のアルゴリズムと同じままです。古い要素ベースが最新のものに置き換えられただけです。

これにより、制御装置の高い信頼性が保証されるだけでなく、その小型化により、エジソンが白熱灯用に開発した従来の E27 電球の口金の内部であっても、適切な場所に取り付けることが可能になります。

この原理によれば、サイズが白熱灯を超えない、複雑なねじれた形状の蛍光管を備えた小型の省エネランプが機能し、古いソケットを介して220ネットワークに接続するように設計されています。

ほとんどの場合、蛍光灯を扱う電気技師は、いくつかのコンポーネントから大幅に簡略化して作成された単純な接続図を想像するだけで十分です。

電子安定器が動作するための電子ブロックから次のものがあります。

• 入力回路は 220 ボルトの電源に接続されています。

• 2 つの出力回路 #1 と #2 がそれぞれのスレッドに接続されています。

通常、電子ユニットは高い信頼性と長い耐用年数を備えて作られています。実際には、省エネランプは、さまざまな理由で動作中に電球本体が緩むことがよくあります。不活性ガスと水銀蒸気は直ちにそこから出ます。そのようなランプはもはや点灯せず、その電子ユニットは良好な状態を保ちます。

適切な容量のフラスコに接続して再利用できます。このため：

• ランプのベースは慎重に分解されます。

• 電子 ECG ユニットがそこから取り外されます。

• 電源回路で使用される一対のワイヤにマークを付けます。

• フィラメント上の出力回路の配線に印を付けます。

その後、電子ユニットの回路を完全に動作するフラスコに再接続するだけです。彼女はこれからも働き続けるだろう。

電磁安定器

構造的には、電子ブロックはいくつかの部分で構成されます。

• 電源から回路への電磁干渉、または動作中に電子ユニットによって生成される電磁干渉を除去およびブロックするフィルター。

• 正弦波振動の整流器。

• 電力補正回路。

• 平滑化フィルター。

• インバータ。

• 電子バラスト (チョークの類似物)。

インバータの電気回路は強力な電界効果トランジスタで動作し、典型的な原理の 1 つであるブリッジまたはハーフブリッジ回路に基づいて作成されます。

最初のケースでは、ブリッジの各アームで 4 つのキーが動作します。このようなインバータは、照明システムの大電力を数百ワットに変換するように設計されています。ハーフブリッジ回路にはスイッチが 2 つしか含まれておらず、効率が低く、より頻繁に使用されます。

どちらの回路も特別な電子ユニットであるマイクロダーによって制御されます。

電子安定器の仕組み

蛍光灯の信頼性の高い発光を保証するために、ECG アルゴリズムは 3 つの技術段階に分かれています。

1. 熱電子放射を増加させるための電極の初期加熱に関連する準備。

高電圧パルスを印加してアークを点火する、３．

3. 安定したアーク放電を確保します。

この技術により、マイナス温度でもランプを素早くオンにすることができ、良好なアーク点灯のためにフィラメント間にソフトスタートと必要最小限の電圧を出力します。

電子安定器を蛍光灯に接続するための簡単な概略図の 1 つを以下に示します。

入力のダイオード ブリッジが AC 電圧を整流します。その波形はコンデンサC2によって平滑化されます。ハーフブリッジ回路に接続されたプッシュプルインバータがその後に動作します。

これには、3 巻線トロイダル高周波トランス L1 の巻線 W1 および W2 に逆位相の制御信号が供給される高周波発振を生成する 2 つの n-p-n トランジスタが含まれています。残りのコイル W3 は蛍光管に高い共振電圧を供給します。

したがって、ランプを点灯する前に電源がオンになると、共振回路に最大電流が生成され、両方のフィラメントが確実に加熱されます。

ランプと並列にコンデンサが接続されています。プレート上に大きな共振電圧が発生します。不活性ガス環境で電気アークを発生させます。この作用により、コンデンサのプレートが短絡され、電圧共振が遮断されます。

しかし、ランプの燃焼は止まりません。加えられたエネルギーの残りの部分により、自動的に動作し続けます。コンバータの誘導抵抗はランプに流れる電流を調整し、最適な範囲に保ちます。

以下も参照してください。 ガス放電ランプ用スイッチング回路