Elektroniskt förkopplingsdon (EFD) för lysrörslampor: vad det är, hur det fungerar, kopplingsscheman för lampor med EFD

Är du intresserad av varför ett elektroniskt förkopplingsdon (EFD) för lysrör behövs och hur det ska kopplas in? Korrekt installation av energisnåla armaturer kan förlänga deras livslängd avsevärt, eller hur? Men du vet inte hur man kopplar in EFD och om det behövs?

Vi berättar om syftet med den elektroniska modulen och dess inkoppling – i artikeln behandlas konstruktionsegenskaperna hos denna apparat, som genererar den så kallade startspänningen och även upprätthåller en optimal arbetsmiljö för armaturerna.

Principscheman för inkoppling av lysrör med elektroniskt förkopplingsdon presenteras, samt videorekommendationer för användning av liknande apparater. Dessa är en oumbärlig del av kretsen för gasurladdningslampor, trots att konstruktionen hos sådana ljuskällor kan variera avsevärt.

Konstruktioner av förkopplingsmoduler

Konstruktionen av industriella och hushålls-lysrör är som regel utrustade med elektroniska förkopplingsmoduler. Förkortningen utläses tydligt – elektroniskt förkopplingsdon.

Elektromagnetisk anordning av äldre modell

När man betraktar konstruktionen av denna anordning från den elektromagnetiska klassikern, kan man genast notera en uppenbar nackdel – modulens otymplighet.

Visserligen har konstruktörerna alltid strävat efter att minimera dimensionerna på elektromagnetiska förkopplingsdon. Till viss del har det lyckats, att döma av moderna modifieringar redan i form av elektroniska förkopplingsdon.

Uppsättning av funktionella element hos ett elektromagnetiskt förkopplingsdon. Dess beståndsdelar är, som synes, endast två komponenter – drossel (så kallad ballast) och startdon (urladdningskrets).

Otympligheten hos den elektromagnetiska konstruktionen beror på införandet av en stor drossel i kretsen – ett nödvändigt element som är avsett att jämna ut nätspänningen och fungera som ballast.

Förutom drossel ingår startdon (ett eller två) i kretsen för det elektromagnetiska förkopplingsdonet. Det finns ett uppenbart samband mellan deras funktionskvalitet och lampans livslängd, eftersom ett defekt startdon orsakar falsk start, vilket innebär överström på glödtrådarna.

Så här ser en av de konstruktionsvarianterna av starten för den elektromagnetiska förkopplingsmodulen för lysrör ut. Det finns många andra konstruktioner där skillnader i storlek och höljesmaterial förekommer.

Förutom opålitligheten hos startstarten lider lysrör av strobeffekten. Den visar sig som flimmer med en viss frekvens, nära 50 Hz.

Slutligen medför förkopplingsapparaten betydande energiförluster, vilket totalt sett minskar verkningsgraden hos lysrör.

Förbättring av konstruktionen till elektroniskt förkopplingsdon

Från och med 1990-talet har lysrörskretsar allt oftare kompletterats med en förbättrad konstruktion av förkopplingsmodulen.

Grunden för den moderniserade modulen utgörs av halvledarbaserade elektroniska komponenter. Följaktligen har enhetens dimensioner minskat och arbetskvaliteten är på en högre nivå.

Resultatet av modifiering av elektromagnetiska regulatorer är elektroniska halvledarbaserade anordningar för start och reglering av lysrörs ljus. Tekniskt sett kännetecknas de av högre prestandavärden.

Införandet av halvledarbaserade HF-förkopplingar har praktiskt taget eliminerat de brister som fanns i kretsarna hos äldre apparater.

Elektroniska moduler uppvisar stabil drift av hög kvalitet och ökar livslängden på lysrörsarmaturer.

Högre verkningsgrad, jämn ljusstyrkereglering, förbättrad effektfaktor – allt detta är fördelaktiga egenskaper hos de nya HF-förkopplingsmodulerna.

Vad består anordningen av?

Huvudkomponenterna i den elektroniska modulens krets är:

• likriktare;
• filter för elektromagnetisk strålning;
• effektfaktorkorrigerare;
• spänningsutjämningsfilter;
• inverterkrets;
• drosselelement.

Kretskonfigurationen innefattar en av två varianter – brygga eller halvbrygga. Konstruktioner som använder bryggkrets stöder i allmänhet drift med högeffektslampor.

Ungefär för sådana ljusarmaturer (med effekt från 100 watt) är förkopplingsmoduler konstruerade enligt bryggkrets. Förutom effektstöd har den en positiv inverkan på matningsspänningens egenskaper.

Samtidigt används övervägande moduler baserade på halvbryggkonstruktion i lysrörsarmaturer.

Sådana enheter förekommer oftare på marknaden jämfört med bryggtypen, eftersom för traditionell användning räcker det med armaturer på upp till 50 W.

Apparatens funktionsegenskaper

Elektronikens funktion kan grovt delas in i tre arbetssteg. Först aktiveras förvärmningsfunktionen för glödtrådarna, vilket är viktigt för hållbarheten hos gasurladdningslampor.

Denna funktion är särskilt nödvändig i lågtempererade omgivningar.

Vy över arbetskortet från en modell av förkopplingsmodulen med halvledarkomponenter. Denna lilla lätta platta ersätter helt funktionen hos en stor drossel och tillför flera förbättrade egenskaper.

Därefter startar modulens krets en funktion för generering av en högspänningsimpedanspuls – spänningsnivån är cirka 1,5 kV.

Närvaron av en sådan hög spänning mellan elektroderna åtföljs oundvikligen av genombrott av gasen i lysrörets glasrör – lampan tänds.

Slutligen kopplas det tredje steget i modulens krets in, vars huvudsakliga funktion är att skapa en stabiliserad spänning för gasurladdning inuti röret.

Spänningsnivån är i detta fall relativt låg, vilket ger låg energiförbrukning.

Principschema för förkopplingsdonet

Som redan nämnts är en ofta använd konstruktion det elektroniska förkopplingsdonet som är byggt enligt en push-pull halvbryggkrets.

Kretsschema för en halvbrygga som används för tändning och reglering av lysrörsarmaturer. Detta är dock långt ifrån den enda kretslösningen som används för tillverkning av elektroniska förkopplingsdon.

En sådan krets fungerar i följande ordning:

1. Nätspänningen 220 V matas till en diodbrygga och ett filter.
2. Vid filterutgången bildas en likspänning på 300–310 V.
3. Invertermodulen ökar spänningens frekvens.
4. Från invertorn går spänningen till en symmetrisk transformator.
5. På transformatorn skapas den nödvändiga arbetspotentialen för lysröret med hjälp av styrswitchar.

Styrswitcharna, som är placerade i kretsen för de två sektionerna av primär- och sekundärlindningen, reglerar den erforderliga effekten.

Därför skapas en egen potential på sekundärlindningen för varje arbetssteg hos lampan. Till exempel en för förvärmning av glödtrådarna och en annan för normal drift.

Låt oss titta på kretsschemat för ett halvbrygg-elektroniskt förkopplingsdon för lampor upp till 30 W. Här likriktas nätspänningen av en enhet med fyra dioder.

Den likriktade spänningen från diodbryggan går till en kondensator, där den jämnas ut i amplitud och filtreras från övertoner.

Kretsens funktionskvalitet påverkas av korrekt val av elektroniska komponenter. Normal drift kännetecknas av strömparametern på kondensatorn C1s pluspol. Ljusarmaturens tändpulslängd bestäms av kondensator C4.

Därefter omvandlas den från nätet inkommande spänningen med frekvensen 50 Hz, via den inverterande delen av kretsen som är uppbyggd på två nyckeltransistorer (halvbrygga), till en potential med högre frekvens – från 20 kHz.

Den tillförs sedan till lysrörslampans anslutningar för att säkerställa driftsläget.

Ungefär enligt samma princip fungerar en bryggkoppling. Skillnaden är bara att den använder inte två omvandlare utan fyra nyckeltransistorer. Kretsen blir då något mer komplicerad och ytterligare komponenter tillkommer.

Omvandlarkretsens enhet, monterad enligt bryggkoppling. Här deltar inte två utan fyra nyckeltransistorer i enhetens arbete. Dessutom ges ofta företräde åt halvledarkomponenter med fältstruktur. På schemat: VT1…VT4 – transistorer; Tp – strömtransformator; Up, Un – omvandlare

Samtidigt är det just bryggvarianten som möjliggör anslutning av ett stort antal lampor (fler än två) på en enda ballast. Som regel är enheter monterade enligt bryggkoppling avsedda för en lastkapacitet från 100 W och uppåt.

Kopplingsalternativ för lysrör

Beroende på kretslösningarna som används i konstruktionen av tänd- och reglerapparater kan anslutningsalternativen variera mycket.

Om en modell av enheten stöder till exempel anslutning av en armatur, kan en annan modell redan stöda samtidig drift av fyra lampor.

Enklaste varianten av strömförsörjning för armatur via en elektromagnetisk tänd- och reglerkomponent: 1 – glödtråd; 2 – startare; 3 – glaskolv; 4 – drossel; L – fasledning; N – neutralledning

Den enklaste anslutningen verkar vara varianten med elektromagnetisk enhet, där kretsens huvudelement endast är drossel och startare.

Här ansluts fasledningen från nätgränssnittet till en av drosselns två anslutningar, och neutralledningen förs till en av lysrörslampans anslutningar.

Fasen, som utjämnas i drosseln, avleds från dess andra anslutning och ansluts till den andra (motsatta) anslutningen.

De återstående två lediga anslutningarna på lampan ansluts till startarens sockel. Det är i princip hela kretsen som användes överallt innan elektroniska halvledarmodeller av elektronisk ballast kom.

Alternativ för anslutning av två lysrörsarmaturer via en drossel: 1 – filterkondensator; 2 – drossel, med effekt lika med två ljuskällors effekt; 3, 4 – lampor; 5,6 – startdon; L – fasledning; N – neutralledning

På basis av samma schema realiseras en lösning med anslutning av två lysrör, en drossel och två startdon. I detta fall måste drosseln dock väljas med effekt baserat på den totala effekten hos gasarmaturerna.

Drosselschemavarianten kan modifieras för att eliminera strobeffekten. Den uppstår ganska ofta just på armaturer med elektromagnetisk ballast.

Modifieringen innebär att kretsen kompletteras med en diodbrygga som kopplas in efter drosseln.

Inkoppling till elektroniska moduler

Alternativen för anslutning av lysrör på elektroniska moduler skiljer sig något. Varje elektroniskt förkopplingsdon har ingångsklämmor för nätspänning och utgångsklämmor för belastning.

Beroende på förkopplingsdonets konfiguration ansluts en eller flera lampor. Som regel finns ett kopplingsschema på apparatens hölje, oavsett effekt, avsett för anslutning av motsvarande antal armaturer.

Anslutningsordning för lysrörsarmaturer till en start- och regleringsenhet som arbetar på halvledarkomponenter: 1 – gränssnitt för nät och jord; 2 – gränssnitt för armaturer; 3,4 – armaturer; L – fasledning; N – neutralledning; 1…6 – gränssnittskontakter

I schemat ovan finns till exempel strömförsörjning för max två lysrör, eftersom en tvålampsballastmodell används.

Apparatens två gränssnitt är utformade så: ett för anslutning av nätspänning och jordledning, det andra för anslutning av lampor. Detta alternativ är också från serien enkla lösningar.

En liknande apparat, men avsedd för fyra lampor, skiljer sig genom ett ökat antal klämmor på belastningsgränssnittet. Nätgränssnittet och jordanslutningen förblir oförändrade.

Anslutningsdragning för fyrlampsvarianten. Som start- och regleringsenhet används även ett elektroniskt halvledarbaserat förkopplingsdon. I schemat är 1…10 – gränssnittskontakter för start- och regleringsenheten.

Men tillsammans med enkla enheter – en-, två-, fyrlamps – finns det förkopplingsdon vars schematik innehåller en funktion för reglering av lysrörens ljusstyrka med hjälp av.

Detta är så kallade styrda modeller av regulatorer. Vi rekommenderar att du läser mer om funktionsprincipen för effektregulatorn för belysningsarmaturer.

Vad skiljer sådana enheter från de redan behandlade? Jo, att de förutom nät- och lastanslutning även är utrustade med ett gränssnitt för anslutning av styrspänning, vars nivå vanligtvis är 1–10 volt likström.

Fyrlampkonfiguration med möjlighet till jämn justering av ljusstyrka: 1 – lägesomkopplare; 2 – kontakter för tillförsel av styrspänning; 3 – jordkontakt; 4, 5, 6, 7 – lysrör; L – fasledning; N – neutralledning; 1…20 – kontaktgränssnitt för start- och reglerenhet

På så sätt gör variationen i konfigurationen av elektroniska start- och reglermoduler det möjligt att organisera belysningssystem på olika nivåer. Det gäller inte bara effektnivå och täckningsområde, utan även styrningsnivå.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videomaterial, baserat på en elektrikers praktik, berättar och visar – vilken av två enheter som bör anses vara mer kvalitativ och praktisk för slutanvändaren.

Det här inslaget bekräftar än en gång att enkla lösningar framstår som pålitliga och hållbara:

Under tiden fortsätter de elektroniska förkopplingsdonen att utvecklas. Nya modeller av sådana enheter dyker upp på marknaden med jämna mellanrum. Elektroniska konstruktioner är inte heller utan brister, men jämfört med elektromagnetiska alternativ visar de klart bättre tekniska och driftsmässiga egenskaper.

Du har kunskap om funktionsprinciper och anslutningsscheman för elektroniska förkopplingsdon och vill komplettera ovanstående material med egna observationer? Eller vill du dela med dig av användbara rekommendationer om nyanser av reparation, byte eller val av start- och reglerenheter? Skriv gärna dina kommentarer till detta inlägg i blocket nedan.