Proč potřebujete startér pro zářivky?

Světelné zdroje s plynovou výbojkou jsou již dlouho součástí každodenního života. Používají se pro osvětlení obytných a průmyslových prostor a poskytují stabilní osvětlení. Je zcela stabilní, když nedochází k degradaci prvků v obvodu.

Typický obvod obsahuje osvětlovací těleso, induktor a spouštěcí zařízení. Tlumivka je běžná tlumivka a podílí se i na spouštění. Ale hlavní funkcí je ochrana. Cívka omezuje napětí během rázu. Je to nejodolnější prvek obvodu.

Startér je nutný pouze ke spuštění okruhu pomocí výbojek. Dále se nepodílí na provozu lampy.

Zářivka (aka plynová výbojka nebo denní světlo) je uzavřená žárovka. Obsahuje elektrody umístěné na různých stranách. Jeho vnitřní část je potažena fosforem – látkou, která při emitování elektronů září. Trubice obsahuje páry rtuti.

Norma poskytuje lampě 10 sekund na rozsvícení od okamžiku, kdy je přivedeno napětí.

Startovací zařízení pro LL (zářivka)

Startovací zařízení je nezbytným prvkem osvětlovacího okruhu pro tento typ světelného zdroje. Toto je druhý nejdůležitější prvek iluminátoru.

Klasický startér je věc citlivá na provozní podmínky, je to součást systému s nejkratší životností. Pokud selže, osvětlovací systém nelze spustit.

Schéma připojení startéru k zářivkám

Při zkoumání diagramu se vyjasní funkce prováděné startérem.

• Rozsvítí se při připojení napájecího napětí,
• V okamžiku startu jsou katody zahřáté, protože bez jejich zahřátí není možná emise elektronů.
• Po zahřátí otevře okruh.

Obvod bimetalového startéru je vždy stejný. K dispozici jsou různé verze.

Pouzdro je často plastové, kontakty jsou umístěny na desce DPS (lze použít i jiný dielektrický materiál). Někteří výrobci poskytují startéry s průhledným okénkem. Startéry z dob SSSR měly hliníková pouzdra. Uvnitř jsou pouze dva prvky: žárovka s bimetalovými kontakty a kondenzátor. Jsou zapojeny paralelně. Startovací kondenzátor je potřebný k vyhlazení vysokých proudů, zhášení obloukového výboje mezi elektrodami a je také nezbytný k otevření elektrod. Kondenzátor snižuje opotřebení startéru. Pokud není kondenzátor, lze elektrody připájet během obloukového výboje mezi nimi. Jak dlouho potom bude schéma fungovat, je nepředvídatelné. K vytvoření pulzu je potřeba tlumivka (induktor).

Baňka obsahuje dvě elektrody, sama je naplněna inertním plynem. Obvykle se používá neon, méně často směs vodíku a hélia. Bimetalové elektrody, pohyblivé. Byly vyvinuty dvě konstrukce: buď dva pohyblivé kontakty (symetrické) nebo jeden (nesymetrické). První je běžnější. Je levnější na výrobu. Staré spouštěče pracovaly stabilně s odchylkou napájecího napětí do 20 procent. Pokud je odchylka od jmenovité hodnoty větší, práce není zaručena. Nové tento problém nemají.

Jak funguje startér

Součásti startovacího zařízení jsou přezkoumány. Jak to funguje?

1. Není zde žádné napětí – elektrody uvnitř žárovky jsou otevřené.
2. Napájecí napětí je dodáváno. Mezi elektrodami startéru se objeví doutnavý výboj, proudy jsou malé (obvykle ne více než 50 mA).
3. Doutnavý výboj vede k zahřívání elektrod. Vlivem teploty dochází k vratné deformaci elektrod. Výboj končí uzavřením těchto bimetalových elektrod.
4. Okruh se uzavře, elektrody se začnou zahřívat, aby započaly emise.
5. Elektrody uvnitř startovací žárovky začnou chladnout a vrátí se do své původní polohy. Řetěz se přetrhne.
6. Celý tento proces vedl k vysokonapěťovému pulzu procházejícímu induktorem. Světlo se rozsvítí a jas dosáhne standardní úrovně.
7. Startér je zapojen paralelně se světelným zdrojem. Napětí na jeho kontaktech je nižší než jmenovité. Již nedochází k doutnavému výboji bimetalové kontakty uvnitř baňky se nezahřívají. Nemůže to fungovat spontánně. Potřebný proud se spotřebuje na zajištění emise mezi katodami, to je nutné pro žhavení.

Schéma zapojení

Výkon světelného zdroje musí korelovat s parametry ostatních komponent. Pokud se neshodují, pak je možné, že se buď obvod nerozběhne vůbec, nebo když se rozběh rozběhne, elektrody se zničí kvůli přehřátí.

Pro připojení dvou LL není potřeba duplikace obvodu. Je vhodné snížit počet prvků. V tomto případě se uvolní jedna z tlumivek.

Ve druhém schématu jsou další výbojky zapojeny do série a spouštěče jsou zapojeny paralelně. Jinak jsou schémata stejná. Rozdíl bude v hodnocení plynu. Musí být dimenzován na celkový výkon svítilen. Startér musí odpovídat výkonu lampy. Obvykle se v obvodu se dvěma lampami používá stejný výkon. Kondenzátor je žádoucí paralelně se střídavým zdrojem. Je určen ke zlepšení nutričních parametrů. Při výkonech lampy kolem 40 wattů obvykle stačí kapacita 2 až 10 μF. Napětí kondenzátoru se volí ne nižší než dvojnásobek napájecího napětí.

Typy startérů, jejich hlavní parametry a značení.

Nyní je nový typ – elektronický. Toto je již nový produkt. Strukturálně vypadají úplně stejně a jsou plně kompatibilní s „klasikou“. Můžete jej vyměnit bez přemýšlení. Uvnitř je místo kondenzátoru a utěsněných bimetalových desek elektronický obvod. Provádí podobné činnosti jako spouštění plynové výbojky. Není třeba měnit schéma. Jedinou nevýhodou, kterou můžeme jmenovat, je cena, která bude pětkrát vyšší než u „klasiky“.

• Životnost je mnohem delší.
• Když součástky stárnou, startér nebude fungovat a předřadné zařízení se nebude přehřívat.
• Širší teplotní rozsah.
• Vestavěná nadproudová ochrana.
• Elektromagnetické rušení je zcela eliminováno při spuštění iluminátoru.
• Pevná doba ohřevu elektrod zářivky proto zvyšuje životnost.
• Světelný zdroj se okamžitě zapne bez blikání.

Nyní existují zcela hotová inženýrská řešení. Jedná se o tzv. elektronické předřadníky – elektronické předřadníky.

Tento typ je kovová skříň, ve které je uložen elektronický obvod, nejsou potřeba žádné další prvky. Vstup je dodáván s napájecím napětím, výstupy jsou určeny pro připojení k elektrodám.

V případě potřeby je snadné vybrat zařízení pro požadovaný počet lamp. Instalace a design jsou výrazně zjednodušeny. Použití elektronických předřadníků výrazně prodlužuje životnost díky „teplému startu“. Absence pohyblivých bimetalových kontaktů zajišťuje tichý start. Záře lamp bude rovnoměrná. Elektronické předřadníky zajišťují stabilizaci výkonových parametrů. V souladu s tím musí parametry elektronického předřadníku a žárovek odpovídat.

Toto řešení spojuje výhody elektronických startérů a jednoduchost schématu zapojení. Jedná se o řešení zcela na klíč. Jedno zařízení lze použít pro několik lamp.

Nevýhodou je cena. Elektronické součástky jsou dražší než kombinovaná cena startéru, kondenzátoru a induktoru. Samotné schéma zapojení je obvykle znázorněno na samotném zařízení nebo v návodu. Také schémata jsou vždy k dispozici na webových stránkách výrobců.

Označení jednoznačně identifikuje startér a je specifikováno v GOST R IEC 60155-99 „Spouštěče s doutnavým výbojem pro zářivky“.

Zářivky jsou široce používány pro vnitřní osvětlení kvůli jejich vysoké energetické účinnosti. Jejich provoz však vyžaduje speciální předřadníky, jejichž nejdůležitějším prvkem je startér. V tomto článku budeme podrobně analyzovat konstrukci a princip fungování startérů, zvážit jejich hlavní vlastnosti a provozní vlastnosti.

Účel startéru v obvodu zářivky

Startér je povinná součást spínacího obvodu zářivky. Jeho hlavní funkcí je zajistit předehřátí elektrod lampy pro vytvoření podmínek pro plazmový výboj v plynové mezeře.

Bez startéru v obvodu s tlumivkou se výbojka nebude moci zapálit, protože pro ionizaci rtuťových par a iniciaci výboje je třeba katody předehřát na teplotu asi 600°C. Tento úkol provádí startér.

Startér navíc omezuje proud procházející lampou v době spuštění, čímž ji chrání před přehřátím a předčasným selháním. Po zapálení výboje se startér vypne a již se nepodílí na provozu okruhu.

Bez startéru tedy startér pro zářivky prostě nemůže fungovat. Jedná se o povinný a důležitý prvek systému začlenění.

Konstrukce a princip činnosti startéru

Konstrukčně je startér skleněné nebo plastové válcové tělo s výstupními kontakty. Uvnitř pouzdra jsou dva hlavní prvky:

• Bimetalové elektrody
• Kondenzátor (kapacita 1-10 nF)

Bimetalové elektrody jsou vyrobeny ze dvou odlišných materiálů (například wolframu a niklu nebo železa a mědi). Mají různé koeficienty tepelné roztažnosti.

Skříň startéru je naplněna inertním plynem – obvykle neonem nebo argonem. To je nezbytné, aby se zabránilo oxidaci horkých elektrod a zajistila spolehlivou izolaci.

Po přivedení napájecího napětí na startér se mezi jeho elektrodami objeví slabý doutnavý výboj, který je zahřívá. Vlivem různé roztažnosti materiálů se elektrody deformují a uzavírají, čímž se obvod uzavírá. To způsobí, že proud protéká tlumivkou lampy, což vytváří vysokonapěťový impuls k zapálení lampy. Po vypnutí proudu a odeznění samozahřívacího účinku elektrod dojde k jejich ochlazení a otevření, čímž se startér vrátí do původního stavu.

Tento princip činnosti zajišťuje spolehlivé spouštění lampy a omezení zapínacích proudů.

Typy startérů pro zářivky

Podle návrhu existují dva hlavní typy spouštěčů:

1. Symetrický (se dvěma pohyblivými elektrodami)
2. Asymetrické (s jednou pohyblivou elektrodou)

Symetrické startéry jsou nejběžnější kvůli snadné výrobě a spolehlivosti. Asymetrické spouštěče mají jednu elektrodu pevnou a druhou pohyblivou. Mají horší výkon a kratší životnost.

Kromě toho existují startéry:

• V plastovém pouzdře
• V kovovém pouzdře

Plastová pouzdra jsou levnější, ale méně odolná. Kovové startéry jsou dražší, ale spolehlivější a odolnější.

Některé startéry mají průhledné okénko pro vizuální sledování stavu elektrod.

Parametry a charakteristiky spouštěčů

Hlavní parametry, které je třeba vzít v úvahu při výběru startéru:

• Napětí, V (obvykle 127 nebo 220 V)
• Maximální spínací proud, A
• Přítomnost rádiového rušení
• Počet spuštění, tisíc (zdroj)
• Provozní teplota, °C

Startér musí odpovídat výkonu lampy, ke které je připojen. Čím vyšší výkon, tím vyšší je přípustný spínací proud spouštěče.

Vysoce kvalitní startéry poskytují až 300 000 spínacích cyklů a až 5-10 let nepřetržitého provozu.

Označení a normy pro startéry

Startéry jsou označeny v souladu s GOST IEC 60155. Označení obsahuje:

• Jméno výrobce nebo ochranná známka
• Typ startéru
• Jmenovité napětí, V
• Jmenovitý proud, A

Například označení „E177 220B 4A“ znamená: výrobce E177, napětí 220 V, proud 4 A.

Dodržení normy zaručuje kompatibilitu startéru se svítilnou a kvalitu výrobku.

Výběr startéru pro konkrétní lampu

Jak správně zapojit zářivku se startérem? K tomu potřebujete znát výkon lampy a její provozní napětí. Obvykle se 40 V startéry používají pro lampy s výkonem do 127 W a 40 V startéry pro lampy od 220 W a výše.

Startovací proud by měl být stejný nebo mírně vyšší (10-15%) ve srovnání se jmenovitým proudem lampy. To zajistí spolehlivý provoz a dlouhou životnost.

Nesprávný výběr startéru může mít za následek poruchu buď lampy nebo startéru samotného. Proto je důležité zvážit všechny parametry.

Pro zjednodušení výběru je lepší zakoupit lampu kompletní se startérem od jednoho výrobce.

Schémata zapojení startéru

Existují dvě hlavní možnosti připojení spouštěče v obvodu zářivky:

1. Pro jednu lampu
2. Pro dvě sériově zapojené lampy

V prvním případě je použit jeden spouštěč ~220 V. Ve druhém případě jsou použity dva spouštěče ~127 V připojené paralelně k lampám.

Obvod pro jednu lampu je jednodušší a spolehlivější. Pro dvě lampy je obtížnější zajistit současný provoz spouštěčů, takže je zapotřebí přesnější výběr a nastavení.

Je také možné použít elektronické předřadníky, které nevyžadují startéry a zjednodušují schéma zapojení.

Poruchy startéru a způsoby jejich odstranění

Základní závady startéru:

• Rozbití jedné z elektrod
• Zkrat elektrod
• Únik nebo chybějící inertní plyn
• Ztráta elasticity elektrody

Tyto závady způsobují, že startér selže nebo se spouští předvídatelně.

Jak zkontrolovat funkčnost spouštěče zářivky? Chcete-li to provést, stačí jej připojit spolu s žárovkou do sítě 220 V Pokud startér funguje správně, bude se žárovka pravidelně rozsvěcet a zhasínat.

Oprava startéru je poměrně náročná. Je jednodušší jej vyměnit za nový, přičemž při instalaci dodržujte polaritu a napájení.

Pravidelně kontrolujte startéry a vadné ihned vyměňte. Vyhnete se tak poruchám drahých zářivek.

Výměna a montáž startéru

Při výběru náhradního startéru musíte vzít v úvahu:

• Výkon lampy
• Síťové napětí
• Rozměry (délka) startéru

Instalace startéru se provádí v následujícím pořadí:

1. Vypněte napájení lampy
2. Odstraňte vadný startér
3. Vložte nový, dodržujte polaritu připojení
4. Zajistěte startér v kazetě
5. Zapněte napájení a zkontrolujte provoz lampy

Při správné instalaci a kvalitním startéru by lampa měla svítit a normálně fungovat.

Výměna startéru nevyžaduje zvláštní kvalifikaci a trvá jen několik minut.

Elektronické startéry a elektronické předřadníky

Startér zářivky může být nejen elektromechanický, ale i elektronický. Elektronické startéry plní stejné funkce, ale jsou spolehlivější a odolnější.

Výhody elektronického startéru:

• Větší inkluzní život
• Žádné pohyblivé mechanické části
• Tichý provoz
• Stabilita parametrů v širokém rozsahu napětí
• Delší životnost

Elektronické spouštěče jsou plně kompatibilní s běžnými spouštěči a při výměně nevyžadují změnu schématu zapojení.

Elektronické předřadníky

Ještě pokročilejším řešením jsou elektronické předřadníky (EPG). Spojují funkce startéru a plynu v jednom pouzdře.

• Snadné připojení vše v jednom
• Nedostatek předkrmů
• Zvýšený zdroj a životnost
• Menší rozměry
• Úspora energie

Elektronické předřadníky umožňují zjednodušit instalaci osvětlovacích systémů a učinit je spolehlivějšími.

Výběr mezi elektronickými a konvenčními startéry

Elektronické startéry a elektronické předřadníky jsou dražší než konvenční, takže vhodnost jejich použití závisí na podmínkách.

Konvenční startéry jsou jednodušší a levnější, proto se častěji používají v lampách pro domácnost. Elektronická řešení jsou opodstatněná pro systémy s velkým počtem spínačů, stejně jako pro průmyslové a pouliční osvětlení.

Jak funguje startér zářivek?

Princip činnosti běžného startéru je založen na využití bimetalového efektu. Když je přivedeno napětí, startér vytvoří proudový impuls k zapálení lampy. Poté se vypne a již nefunguje.

Elektronické spouštěče fungují jinak – pomocí polovodičových prvků. Mohou neustále sledovat provozní režim lampy. Elektronické předřadníky obsahují kromě startéru také tlumivku pro stabilizaci proudu.

Závěry o použití různých typů startérů

Abychom to shrnuli, výběr typu startéru závisí na konkrétních podmínkách aplikace a požadavcích na systém osvětlení. Jednoduché a levné startéry jsou nejvhodnější pro domácí svítidla. V profesionálních systémech je použití elektronických řešení oprávněné i přes jejich vyšší cenu.