Đèn huỳnh quang dựa trên sự phát sáng của sự phóng điện trong hơi thủy ngân. Bức xạ nằm trong dải tử ngoại và để chuyển nó thành ánh sáng nhìn thấy, bóng đèn được phủ một lớp phốt pho.
Nội dung
Nguyên lý hoạt động của đèn huỳnh quang
Một đặc điểm của hoạt động của đèn huỳnh quang là chúng không thể được kết nối trực tiếp với nguồn điện. Điện trở giữa các điện cực ở trạng thái lạnh là lớn và lượng dòng điện chạy qua giữa chúng không đủ để xảy ra phóng điện. Cần có xung điện áp cao để đánh lửa.
Đèn có phóng điện đánh lửa được đặc trưng bởi điện trở thấp, có đặc tính phản kháng.Để bù lại thành phần phản kháng và hạn chế dòng điện chạy qua, một cuộn cảm (chấn lưu) được mắc nối tiếp với nguồn sáng phát quang.
Nhiều người không hiểu tại sao cần có bộ khởi động trong đèn huỳnh quang. Cuộn cảm, bao gồm trong mạch nguồn cùng với bộ khởi động, tạo ra xung điện áp cao để bắt đầu phóng điện giữa các điện cực. Điều này xảy ra bởi vì khi các tiếp điểm của bộ khởi động được mở, một xung EMF tự cảm ứng lên đến 1 kV được hình thành ở các cực của cuộn cảm.
Nghẹt thở để làm gì?
Việc sử dụng cuộn cảm cho đèn huỳnh quang (chấn lưu) trong mạch điện là cần thiết vì hai lý do:
- bắt đầu tạo điện áp;
- hạn chế dòng điện qua các điện cực.
Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm dựa trên điện kháng của cuộn cảm, tức là cuộn cảm. Điện kháng cảm ứng tạo ra sự lệch pha giữa điện áp và dòng điện bằng 90º.
Vì đại lượng giới hạn dòng điện là điện kháng cảm ứng, nên không thể sử dụng cuộn cảm được thiết kế cho các bóng đèn có cùng công suất để kết nối các thiết bị mạnh hơn hoặc ít hơn.
Dung sai có thể trong giới hạn nhất định. Vì vậy, trước đó, ngành công nghiệp trong nước đã sản xuất đèn huỳnh quang có công suất 40 watt. Một cuộn cảm 36W cho đèn huỳnh quang hiện đại có thể được sử dụng an toàn trong mạch công suất của đèn lỗi thời và ngược lại.
Sự khác biệt giữa cuộn cảm và chấn lưu điện tử
Mạch tiết lưu để chuyển đổi nguồn sáng phát quang rất đơn giản và có độ tin cậy cao.Ngoại lệ là việc thay thế thường xuyên các bộ khởi động, vì chúng bao gồm một nhóm các tiếp điểm NC để tạo xung khởi động.
Đồng thời, mạch có những nhược điểm đáng kể buộc chúng tôi phải tìm kiếm các giải pháp mới để bật đèn:
- thời gian khởi động dài, tăng lên khi đèn bị mòn hoặc điện áp cung cấp giảm;
- biến dạng lớn của dạng sóng điện áp nguồn (cosf <0,5);
- sự phát sáng nhấp nháy với tần số gấp đôi tần số của nguồn điện do quán tính thấp của sự phóng điện của chất khí;
- đặc điểm trọng lượng và kích thước lớn;
- tiếng ồn tần số thấp do rung động của các tấm của hệ thống tiết lưu từ tính;
- độ tin cậy thấp khi bắt đầu ở nhiệt độ âm.
Việc kiểm tra cuộn cảm của bóng đèn huỳnh quang bị cản trở bởi thực tế là các thiết bị xác định vòng ngắn mạch không phổ biến lắm và với sự trợ giúp của các thiết bị tiêu chuẩn, người ta chỉ có thể nêu rõ sự hiện diện hoặc không có ngắt mạch.
Để loại bỏ những thiếu sót này, các mạch của chấn lưu điện tử (chấn lưu điện tử) đã được phát triển. Hoạt động của các mạch điện tử dựa trên một nguyên lý khác là tạo ra một điện áp cao để khởi động và duy trì quá trình đốt cháy.
Xung điện áp cao được tạo ra bởi các thành phần điện tử và một điện áp tần số cao (25-100 kHz) được sử dụng để hỗ trợ phóng điện. Hoạt động của chấn lưu điện tử có thể được thực hiện ở hai chế độ:
- với sự gia nhiệt sơ bộ của các điện cực;
- với khởi đầu lạnh.
Ở chế độ đầu tiên, điện áp thấp được áp dụng cho các điện cực trong 0,5-1 giây để làm nóng ban đầu. Sau khi thời gian trôi qua, một xung điện áp cao được áp dụng, do đó sự phóng điện giữa các điện cực được kích hoạt. Chế độ này về mặt kỹ thuật khó thực hiện hơn, nhưng giúp tăng tuổi thọ của đèn.
Chế độ khởi động nguội khác ở chỗ điện áp khởi động được đặt vào các điện cực lạnh, gây ra hiện tượng khởi động nhanh. Phương pháp khởi động này không được khuyến khích sử dụng thường xuyên, vì nó làm giảm tuổi thọ rất nhiều, nhưng nó có thể được sử dụng ngay cả với đèn có điện cực bị lỗi (có dây tóc bị cháy).
Mạch có cuộn cảm điện tử có những ưu điểm sau:
- hoàn toàn không có nhấp nháy;
- phạm vi sử dụng nhiệt độ rộng;
- sự biến dạng nhỏ của dạng sóng điện áp nguồn;
- không có tiếng ồn âm thanh;
- tăng tuổi thọ sử dụng của nguồn chiếu sáng;
- kích thước và trọng lượng nhỏ, khả năng thực hiện thu nhỏ;
- khả năng làm mờ - thay đổi độ sáng bằng cách kiểm soát chu kỳ hoạt động của các xung điện điện cực.
Kết nối cổ điển qua chấn lưu điện từ - cuộn cảm
Sơ đồ phổ biến nhất để kết nối đèn huỳnh quang bao gồm cuộn cảm và bộ khởi động, được gọi là chấn lưu điện từ (EMPRA). Đoạn mạch là đoạn mạch nối tiếp: cuộn cảm - dây tóc - khởi động.
Tại thời điểm ban đầu bật, dòng điện chạy qua các phần tử của mạch, làm nóng dây tóc của bóng đèn và đồng thời nhóm tiếp điểm của bộ khởi động. Sau khi các tiếp điểm được làm nóng, chúng sẽ mở ra, làm xuất hiện EMF tự cảm ứng ở các đầu cuộn dây của chấn lưu điện từ. Điện áp cao gây ra sự cố khe hở khí giữa các điện cực.
Một tụ điện nhỏ được nối song song với các tiếp điểm của bộ khởi động tạo thành một mạch dao động với van tiết lưu.Giải pháp này làm tăng điện áp của xung khởi động và giảm sự cháy các tiếp điểm của bộ khởi động.
Khi xuất hiện sự phóng điện ổn định, điện trở giữa các điện cực ở hai đầu đối diện của bóng đèn giảm xuống và dòng điện chạy qua mạch điện dẫn-điện cực. Dòng điện lúc này bị giới hạn bởi cảm kháng của cuộn cảm. Điện cực trong bộ khởi động đóng lại, bộ khởi động lúc này không còn tham gia vào công việc nữa.
Nếu sự phóng điện trong bình không xảy ra thì quá trình đốt nóng và đánh lửa được lặp lại nhiều lần. Trong thời gian này, đèn có thể nhấp nháy. Nếu đèn huỳnh quang nhấp nháy, nhưng không sáng, thì điều này có thể cho thấy nó bị hỏng do giảm độ phát xạ của các điện cực hoặc giảm điện áp nguồn.
Kết nối của đèn huỳnh quang với cuộn cảm có thể được bổ sung bằng tụ điện, giúp giảm méo mạng. Ngoài ra, một tụ điện được lắp đặt trong đèn kép để thay đổi đèn pha lẫn nhau giữa các đèn liền kề nhằm giảm hiệu ứng nhấp nháy về mặt trực quan.
Kết nối qua chấn lưu điện tử hiện đại
Trong các bộ đèn sử dụng chấn lưu điện tử để hoạt động, mạch điện để bật đèn huỳnh quang được thể hiện trên vỏ chấn lưu điện tử. Để đưa vào chính xác, bạn phải làm theo hướng dẫn chính xác. Điều này không yêu cầu bất kỳ điều chỉnh nào. Một mạch được lắp ráp chính xác với các phần tử có thể sử dụng được sẽ bắt đầu hoạt động ngay lập tức.
Sơ đồ kết nối nối tiếp của hai đèn
Đèn huỳnh quang cho phép hai thiết bị chiếu sáng mắc nối tiếp trong một mạch điện trong các điều kiện sau:
- sử dụng hai nguồn sáng giống nhau;
- chấn lưu điện từ dành cho sơ đồ như vậy;
- sặc, được thiết kế cho công suất gấp đôi.
Ưu điểm của mạch nối tiếp là chỉ sử dụng một cuộn cảm nặng, nhưng nếu một trong các bóng đèn hoặc bộ khởi động bị hỏng thì đèn hoàn toàn không hoạt động.
Chấn lưu điện tử hiện đại cho phép chỉ bật theo sơ đồ trên, nhưng nhiều thiết kế được thiết kế để bật hai đèn. Đồng thời, hai kênh tạo điện áp độc lập được tổ chức trong mạch, do đó, chấn lưu điện tử đôi đảm bảo khả năng hoạt động của một bóng đèn trong trường hợp có sự cố hoặc không có bóng đèn bên cạnh.
Kết nối không có bộ khởi động
Một số tùy chọn để bật đèn huỳnh quang không có cuộn cảm và bộ khởi động đã được phát triển. Tất cả đều sử dụng nguyên lý tạo điện áp kích hoạt cao bằng bộ nhân điện áp.
Nhiều mạch cho phép hoạt động với dây tóc bị cháy, điều này cho phép sử dụng đèn bị lỗi. Một số giải pháp sử dụng nguồn DC. Điều này dẫn đến hoàn toàn không có hiện tượng nhấp nháy, nhưng các điện cực bị mòn không đều. Điều này có thể được nhận thấy bởi sự hiện diện của các đốm đen của phosphor trên một mặt của bình.
Một số thợ điện lắp nút khởi động riêng thay vì khởi động, nhưng điều này liên quan đến việc điều khiển đèn bật bằng công tắc và nút, điều này bất tiện và dễ gây hỏng đèn nếu nhấn nút quá lâu do các điện cực quá nóng.
Các sơ đồ để bật đèn huỳnh quang mà không sử dụng bộ khởi động, ngoại trừ chấn lưu điện tử, không được sản xuất bởi ngành công nghiệp.Đó là do độ tin cậy của chúng không cao, ảnh hưởng không tốt đến tuổi thọ của đèn, kích thước lớn do sự hiện diện của tụ điện lớn.
Các bài tương tự:
