형광등은 수은 증기의 가스 방전 광선을 기반으로 합니다. 방사선은 자외선 범위에 있으며 가시광선으로 변환하기 위해 램프 전구를 형광체 층으로 덮습니다.
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형광등의 작동 원리
형광등 작동의 특징은 전원 공급 장치에 직접 연결할 수 없다는 것입니다. 저온 상태에서는 전극 사이의 저항이 크고, 전극 사이에 흐르는 전류량이 방전이 일어나기에 부족하다. 점화를 위해서는 고전압 펄스가 필요합니다.
점화 된 방전이있는 램프는 반응성 특성이있는 낮은 저항이 특징입니다.무효 성분을 보상하고 흐르는 전류를 제한하기 위해 초크(안정기)가 발광 광원과 직렬로 연결됩니다.
많은 사람들이 형광등에 스타터가 필요한 이유를 이해하지 못합니다. 스타터와 함께 전원 회로에 포함된 인덕터는 고전압 펄스를 생성하여 전극 사이에서 방전을 시작합니다. 이것은 스타터 접점이 열릴 때 인덕터 단자에서 최대 1kV의 자체 유도 EMF 펄스가 형성되기 때문에 발생합니다.
무엇을 위한 초크인가?
전원 회로에서 형광등(안정기)에 초크를 사용하는 것은 두 가지 이유로 필요합니다.
- 시작 전압 생성;
- 전극을 통한 전류 제한.
인덕터의 작동 원리는 인덕터인 인덕터의 리액턴스를 기반으로 합니다. 유도성 리액턴스는 90º와 동일한 전압과 전류 사이의 위상 변이를 도입합니다.
전류 제한량이 유도 리액턴스이므로 동일한 전력의 램프용으로 설계된 초크를 사용하여 더 많거나 덜 강력한 장치를 연결할 수 없습니다.
허용 오차는 특정 한계 내에서 가능합니다. 따라서 더 일찍 국내 산업은 40 와트의 형광등을 생산했습니다. 최신 형광등용 36W 인덕터는 오래된 램프의 전원 회로에 안전하게 사용할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
초크와 전자식 안정기의 차이점
발광 광원을 켜기 위한 스로틀 회로는 간단하고 매우 안정적입니다.예외는 스타터의 정기적인 교체입니다. 스타터에는 시작 펄스를 생성하기 위한 NC 접점 그룹이 포함되어 있기 때문입니다.
동시에 이 회로에는 램프를 켜기 위한 새로운 솔루션을 찾아야 하는 심각한 단점이 있습니다.
- 램프가 마모되거나 공급 전압이 감소함에 따라 증가하는 긴 시작 시간;
- 주 전압 파형의 큰 왜곡(cosf<0.5);
- 가스 방전 광도의 낮은 관성으로 인해 전원 공급 장치의 주파수가 두 배로 깜박이는 글로우;
- 큰 무게와 크기 특성;
- 자기 스로틀 시스템 플레이트의 진동으로 인한 저주파 험;
- 음의 온도에서 시작하는 낮은 신뢰성.
형광등의 초크를 확인하는 것은 단락 회전을 결정하는 장치가 그리 일반적이지 않다는 사실로 인해 방해를 받고 표준 장치의 도움으로 단선의 유무만 나타낼 수 있습니다.
이러한 단점을 보완하기 위해 전자식 안정기(electronic ballast)의 회로가 개발되었다. 전자 회로의 작동은 연소를 시작하고 유지하기 위해 고전압을 생성하는 다른 원리를 기반으로 합니다.
전자 부품에 의해 고전압 펄스가 생성되고 방전을 지원하기 위해 고주파 전압(25-100kHz)이 사용됩니다. 전자식 안정기의 작동은 두 가지 모드로 수행할 수 있습니다.
- 전극의 예비 가열;
- 콜드 스타트와 함께.
첫 번째 모드에서는 초기 가열을 위해 0.5~1초 동안 전극에 저전압을 인가합니다. 시간이 경과한 후 고전압 펄스가 인가되어 전극 사이의 방전이 발화됩니다. 이 모드는 기술적으로 구현하기가 더 어렵지만 램프의 수명을 연장합니다.
콜드 스타트 모드는 시작 전압이 콜드 전극에 인가되어 빠른 시작을 유발한다는 점에서 다릅니다. 이 시동 방법은 수명을 크게 단축시키므로 자주 사용하지 않는 것이 좋지만 전극에 결함이 있는 램프(필라멘트가 탄 상태)에도 사용할 수 있습니다.
전자 초크가 있는 회로에는 다음과 같은 장점이 있습니다.
- 깜박임의 완전한 부재;
- 넓은 사용 온도 범위;
- 전원 전압 파형의 작은 왜곡;
- 음향 소음의 부재;
- 광원의 수명을 늘리십시오.
- 작은 치수와 무게, 소형 실행 가능성;
- 조광 가능성 - 전극 전원 펄스의 듀티 사이클을 제어하여 밝기를 변경합니다.
전자기 안정기를 통한 클래식 연결 - 초크
형광등을 연결하는 가장 일반적인 방식에는 초크와 스타터가 포함되며 이를 EMPRA(전자기 안정기)라고 합니다. 회로는 인덕터 - 필라멘트 - 스타터의 직렬 회로입니다.
스위치를 켜는 초기 순간에 전류가 회로 요소를 통해 흐르고 램프의 필라멘트와 동시에 스타터의 접점 그룹이 가열됩니다. 접점이 가열되면 접점이 열리고 전자기 안정기의 권선 끝에 자체 유도 EMF가 나타납니다. 고전압은 전극 사이의 가스 갭을 파괴합니다.
스타터 접점과 병렬로 연결된 작은 커패시터는 스로틀과 함께 진동 회로를 형성합니다.이 솔루션은 시작 펄스의 전압을 높이고 스타터 접점의 연소를 줄입니다.
안정된 방전이 나타나면 전구 양단의 전극 사이의 저항이 떨어지고 전류가 인덕터-전극 회로를 통해 흐릅니다. 이 때의 전류는 인덕터의 유도 리액턴스에 의해 제한됩니다. 시동기의 전극이 닫히고 현재 시동기는 더 이상 작업에 관여하지 않습니다.
플라스크 내 방전이 일어나지 않으면 가열 및 점화 과정을 여러 번 반복합니다. 이 시간 동안 램프가 깜박일 수 있습니다. 형광등이 깜박이지만 켜지지 않으면 전극의 방사율 감소 또는 공급 전압 감소로 인한 고장을 나타낼 수 있습니다.
초크가있는 형광등의 연결은 네트워크 왜곡을 줄이는 커패시터로 보완 될 수 있습니다. 또한 이중 램프에 커패시터를 설치하여 인접한 램프 사이의 헤드라이트를 상호 이동시켜 깜박임 효과를 시각적으로 줄입니다.
최신 전자식 안정기를 통한 연결
작동을 위해 전자식 안정기를 사용하는 등기구에서 형광등을 켜는 회로는 전자식 안정기 케이스에 표시됩니다. 올바른 포함을 위해서는 지침을 정확히 따라야 합니다. 조정이 필요하지 않습니다. 서비스 가능한 요소가 있는 올바르게 조립된 회로가 즉시 작동하기 시작합니다.
두 램프의 직렬 연결 방식
형광등을 사용하면 다음 조건에서 두 개의 조명 장치를 하나의 회로에 직렬로 연결할 수 있습니다.
- 두 개의 동일한 광원 사용;
- 그러한 계획을 위한 전자기 안정기;
- 초크, 두 배의 출력을 위해 설계되었습니다.
직렬 회로의 장점은 하나의 무거운 초크만 사용되지만 전구 또는 스타터 중 하나가 고장나면 램프가 완전히 작동하지 않는다는 것입니다.
최신 전자식 안정기는 위의 다이어그램에 따라서만 스위치를 켤 수 있지만 많은 디자인은 두 개의 램프를 켜도록 설계되었습니다. 동시에 두 개의 독립적 인 전압 생성 채널이 회로에 구성되므로 이중 전자 안정기는 오작동이 발생하거나 인접한 램프가없는 경우 하나의 램프의 작동 가능성을 보장합니다.
스타터 없이 연결
초크 및 스타터 없이 형광등을 켜는 몇 가지 옵션이 개발되었습니다. 모두 전압 배율기를 사용하여 높은 트리거 전압을 생성하는 원리를 사용합니다.
많은 회로에서 불에 탄 필라멘트로 작동할 수 있으므로 결함이 있는 램프를 사용할 수 있습니다. 일부 솔루션은 DC 전원을 사용합니다. 이로 인해 깜박임이 완전히 없지만 전극이 고르지 않게 마모됩니다. 이것은 플라스크의 한쪽 면에 형광체의 어두운 반점이 있는 것으로 볼 수 있습니다.
일부 전기기사는 스타터 대신 별도의 시동 버튼을 설치하지만, 이는 스위치와 버튼으로 램프를 켜는 방식으로 이루어지기 때문에 불편하고 전극 과열로 인해 버튼을 너무 오래 누르면 램프가 파손될 수 있다.
전자 안정기를 제외하고 시동기를 사용하지 않고 형광등을 켜는 계획은 업계에서 생산하지 않습니다.이것은 낮은 신뢰성, 램프 수명에 대한 부정적인 영향, 큰 커패시터의 존재로 인한 큰 치수 때문입니다.
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