Démarreur pour lampes fluorescentes : dispositif, principe de fonctionnement, marquage + subtilités de choix

Un démarreur pour lampes fluorescentes est inclus dans l'emballage d'un ballast électromagnétique (EMP) et est conçu pour allumer une lampe au mercure.

Chaque modèle publié par un développeur spécifique présente des caractéristiques techniques différentes, mais est utilisé pour des équipements d'éclairage alimentés exclusivement par du courant alternatif, avec une fréquence maximale ne dépassant pas 65 Hz.

Nous vous proposons de comprendre comment fonctionne un allumeur pour lampes fluorescentes et quel est son rôle dans un dispositif d'éclairage. De plus, nous présenterons les caractéristiques des différents dispositifs de démarrage et vous expliquerons comment choisir le bon mécanisme.

Comment fonctionne l'appareil ?

Le démarreur (starter) en option est assez simple. L'élément est représenté par une petite lampe à décharge, capable de former une décharge luminescente à faible pression de gaz et à faible courant.

Ce cylindre en verre de petite taille est rempli d'un gaz inerte - un mélange d'hélium ou de néon. Des électrodes métalliques mobiles et fixes y sont soudées.

Toutes les bobines d'électrodes d'ampoule sont équipées de deux borniers. L'une des bornes de chaque contact est impliquée dans le circuit ballast électromagnétique. Le reste est connecté aux cathodes du démarreur.

La distance entre les électrodes du démarreur n'est pas significative, elle peut donc facilement être franchie par la tension secteur.Dans ce cas, un courant est généré et les éléments inclus dans le circuit électrique avec une certaine résistance sont chauffés. Le démarreur fait partie de ces éléments.

Les conceptions des démarreurs pour lampes fluorescentes ont un dispositif presque identique : 1 – starter ; 2 - flacon en verre ; 3 – vapeur de mercure ; 4 – bornes ; 5 – électrodes ; 6 — corps; 7 – contact bimétallique ; 8 – substance gazeuse inerte ; 9 – filaments de tungstène LDS ; 10 – goutte de mercure ; 11 – décharge d'arc dans l'ampoule (+)

Le flacon est placé à l’intérieur d’un boîtier en plastique ou en métal qui fait office d’enveloppe de protection. Certains échantillons disposent en outre d'un trou d'inspection spécial au-dessus du couvercle.

Le matériau le plus populaire pour la production de blocs est le plastique. Une exposition constante à des températures élevées lui permet de résister à une composition d'imprégnation spéciale - le phosphore.

Les appareils sont fabriqués avec une paire de pattes qui font office de contacts. Ils sont fabriqués à partir de différents types de métaux.

Selon le type de conception, les électrodes peuvent être mobiles symétriques ou asymétriques avec un élément mobile. Leurs fils passent à travers la douille de la lampe.

Un condensateur d'une capacité de 0,003 à 0,1 μF est connecté parallèlement aux électrodes du ballon. Il s'agit d'un élément important qui réduit le niveau d'interférence radio et participe également au processus d'allumage de la lampe.

Un élément obligatoire de l'appareil est un condensateur capable de lisser les courants supplémentaires et en même temps d'ouvrir les électrodes de l'appareil, éteignant ainsi l'arc qui se produit entre les éléments porteurs de courant.

Sans ce mécanisme, il existe une forte probabilité de soudure par contact lorsqu'un arc se produit, ce qui réduit considérablement la durée de vie du démarreur.

Dans la vie de tous les jours, les types de ballasts les plus populaires sont ceux dotés d'un système de contacts symétriques et d'un circuit électrique de démarrage. De tels échantillons sont moins affectés par les chutes de tension dans le réseau électrique

Le bon fonctionnement du démarreur est déterminé par la tension d'alimentation. Lorsque les valeurs nominales sont réduites à 70-80 %, la lampe fluorescente peut ne pas s'allumer, car les électrodes ne seront pas suffisamment chauffées.

Dans le processus de sélection du bon démarreur, en tenant compte du modèle spécifique lampes fluorescentes (luminescent ou LL), il faut analyser plus en détail les caractéristiques techniques de chaque type, et également décider du fabricant.

Principe de fonctionnement de l'appareil

En appliquant l'alimentation secteur au dispositif d'éclairage, la tension passe à travers les spires accélérateur LL et un filament constitué de monocristaux de tungstène.

Ensuite, il est amené aux contacts du démarreur et forme entre eux une décharge luminescente, tandis que la lueur du milieu gazeux est reproduite en le chauffant.

Étant donné que l'appareil a un autre contact - un contact bimétallique, il réagit également aux changements et commence à se plier, changeant de forme. Ainsi, cette électrode ferme le circuit électrique entre les contacts.

L'amplitude du courant généré par la décharge luminescente varie de 20 à 50 mA, ce qui est largement suffisant pour chauffer l'électrode bimétallique, chargée de fermer le circuit (+)

Un circuit fermé formé dans le circuit électrique d'un dispositif luminescent conduit le courant à travers lui-même et chauffe les filaments de tungstène, qui, à leur tour, commencent à émettre des électrons depuis leur surface chauffée.

De cette manière, une émission thermoionique se forme. En même temps, la vapeur de mercure présente dans le cylindre est chauffée.

Le flux d'électrons qui en résulte contribue à réduire de moitié environ la tension appliquée du réseau aux contacts du démarreur. Le degré de décharge luminescente commence à diminuer avec la température luminescente.

La plaque bimétallique réduit son degré de déformation, ouvrant ainsi la chaîne entre l'anode et la cathode. Le courant traversant cette zone s’arrête.

Une modification de ses indicateurs provoque l'apparition d'une force d'induction électromotrice à l'intérieur de la bobine d'arrêt, dans le circuit conducteur.

Le contact bimétallique réagit instantanément en produisant une décharge de courte durée dans le circuit qui lui est connecté : entre les filaments de tungstène LL.

Sa valeur atteint plusieurs kilovolts, ce qui est largement suffisant pour pénétrer dans l'environnement inerte des gaz à vapeur de mercure chauffée. Un arc électrique se forme entre les extrémités de la lampe, produisant un rayonnement ultraviolet.

Étant donné que ce spectre de lumière n'est pas visible pour les humains, la conception de la lampe contient un phosphore qui absorbe le rayonnement ultraviolet. En conséquence, le flux lumineux standard est visualisé.

Lorsque le courant dans le circuit change ou s'arrête complètement, des changements dans le flux magnétique à travers la surface de la plaque se produisent proportionnellement, ce qui limite ce circuit et conduit à l'excitation d'une force électromotrice auto-inductive dans ce circuit.

Cependant, la tension sur le démarreur connecté en parallèle avec la lampe n'est pas suffisante pour former une décharge luminescente ; par conséquent, les électrodes restent en position ouverte pendant que la lampe fluorescente est allumée. De plus, le démarreur n'est pas utilisé dans le circuit de fonctionnement.

Puisque le courant doit être limité après la production de la lueur, un ballast électromagnétique est introduit dans le circuit.En raison de sa réactance inductive, il agit comme un dispositif limiteur qui empêche la panne de la lampe.

Types de démarreurs pour appareils fluorescents

Selon l'algorithme de fonctionnement, les dispositifs de démarrage sont divisés en trois types principaux : électroniques, thermiques et à décharge luminescente. Malgré le fait que les mécanismes présentent des différences dans les éléments de conception et les principes de fonctionnement, ils effectuent des options identiques.

Démarreur électronique

Les processus reproduits dans le système de contact du démarreur ne sont pas contrôlables. De plus, le régime de température de l'environnement a un impact significatif sur leur fonctionnement.

Par exemple, à des températures inférieures à 0°C, la vitesse de chauffage des électrodes ralentit et, par conséquent, l'appareil mettra plus de temps à allumer la lumière.

De plus, lorsqu'ils sont chauffés, les contacts peuvent être soudés les uns aux autres, ce qui entraîne une surchauffe et une destruction des bobines de la lampe, c'est-à-dire ses dégâts.

La plupart des modèles de ballasts électroniques pour LDS sont basés sur le microcircuit UBA 2000T. Ce type de dispositif permet d'éliminer la surchauffe des électrodes, augmentant ainsi considérablement la durée de vie des contacts de la lampe et, par conséquent, la durée de son fonctionnement.

Même les appareils qui fonctionnent correctement ont tendance à s’user avec le temps. Ils conservent plus longtemps la lueur des contacts de la lampe, réduisant ainsi sa durée de vie.

C'est pour éliminer ce type de défauts dans la microélectronique à semi-conducteurs des démarreurs que des conceptions complexes avec des microcircuits ont été utilisées. Ils permettent de limiter le nombre de cycles du processus de simulation de fermeture des électrodes d'amorçage.

Dans la plupart des échantillons présentés sur le marché, la conception du circuit du démarreur électronique est composée de deux unités fonctionnelles :

• plan de gestion;
• unité de commutation haute tension.

Un exemple est le microcircuit d'allumage électronique UBA2000T de PHILIPS et thyristor haute tension TN22 produits STMicroélectronique.

Le principe de fonctionnement d'un démarreur électronique repose sur l'ouverture du circuit par chauffage. Certains échantillons présentent un avantage significatif : la possibilité d'un mode d'allumage en veille.

Ainsi, l'ouverture des électrodes s'effectue dans la phase de tension requise et dans des conditions d'indicateurs de température optimaux pour chauffer les contacts.

Les éléments semi-conducteurs du ballast électronique doivent être adaptés aux caractéristiques de performance clés, à savoir le rapport entre la valeur de puissance et la tension du réseau de l'appareil d'éclairage connecté.

Il est important qu'en cas de panne de la lampe et de tentatives infructueuses de démarrage de ce type, le mécanisme s'éteigne si leur nombre (tentatives) atteint 7. Par conséquent, on ne peut pas parler de défaillance prématurée du démarreur électronique.

Dès que l'ampoule sera remplacée par une ampoule fonctionnelle, l'appareil pourra reprendre le processus de démarrage de LL. Le seul inconvénient de cette modification est son prix élevé.

Dans un circuit avec démarreur, comme méthode supplémentaire de réduction des interférences radio, des selfs équilibrées avec un enroulement divisé en sections identiques, avec un nombre égal de spires enroulées sur un dispositif commun - le noyau, peuvent être utilisées.

Aujourd'hui, les ballasts fabriqués ont une conception à tige préfabriquée. Le fil magnétique est découpé dans des tôles d'acier.En règle générale, ces selfs ont deux enroulements symétriques

Toutes les zones de la bobine sont connectées en série à l'un des contacts de la lampe. Lorsqu'elles sont allumées, ses deux électrodes fonctionneront dans les mêmes conditions techniques, réduisant ainsi le degré d'interférence.

Vue thermique du démarreur

La principale caractéristique distinctive des allumeurs thermiques est la longue période de démarrage du LL. Pendant le fonctionnement, un tel mécanisme consomme beaucoup d'électricité, ce qui affecte négativement ses caractéristiques de consommation d'énergie.

Le démarreur thermique est également appelé thermobimétallique. Le chauffage des contacts se produit à un rythme plus lent, ce qui affecte efficacement le fonctionnement du dispositif d'éclairage dans un environnement à basse température

En règle générale, ce type est utilisé à basse température. L'algorithme de fonctionnement diffère considérablement des analogues d'autres types.

En cas de panne de courant, les électrodes de l'appareil sont dans un état fermé ; lorsqu'elles sont appliquées, une impulsion à haute tension est formée.

Mécanisme de décharge luminescente

Les mécanismes de démarrage basés sur le principe de la décharge luminescente sont conçus avec des électrodes bimétalliques.

Ils sont constitués d'alliages métalliques avec différents coefficients de dilatation linéaire lorsque la plaque est chauffée.

L'inconvénient de l'allumeur à décharge luminescente est le faible niveau d'impulsion de tension, c'est pourquoi l'allumage LL n'est pas suffisamment fiable

La possibilité d'allumer la lampe est déterminée par la durée du chauffage précédent des cathodes et par le courant circulant dans le dispositif d'éclairage au moment de l'ouverture du circuit du contact du démarreur.

Si le démarreur n'allume pas la lampe au premier coup, il répétera automatiquement les tentatives jusqu'à ce que la lampe s'allume.

Par conséquent, de tels appareils ne sont pas utilisés à basse température ou dans des climats défavorables, par exemple une humidité élevée.

Si le niveau de chauffage optimal du système de contact n'est pas fourni, la lampe mettra beaucoup de temps à s'allumer ou sera endommagée. Selon les normes GOST, le temps passé par le démarreur à l'allumage ne doit pas dépasser 10 secondes.

Les dispositifs de démarrage qui remplissent leurs fonctions en utilisant le principe thermique ou une décharge luminescente sont nécessairement équipés d'un dispositif supplémentaire - un condensateur.

Le rôle du condensateur dans le circuit

Comme indiqué précédemment, le condensateur est situé dans le boîtier de l'appareil parallèlement à ses cathodes.

Cet élément résout deux problèmes clés :

1. Réduit le degré d'interférence électromagnétique créée dans la gamme des ondes radio. Ils résultent du contact entre le système d'électrodes de démarrage et celles formées par la lampe.
2. Affecte le processus d'allumage d'une lampe fluorescente.

Ce mécanisme supplémentaire réduit l'ampleur de la tension d'impulsion générée lorsque les cathodes du démarreur s'ouvrent et augmente sa durée.

Le condensateur réduit le risque de collage des contacts. Si l'appareil ne dispose pas de condensateur, la tension aux bornes de la lampe augmente assez rapidement et peut atteindre plusieurs milliers de volts. De telles conditions réduisent la fiabilité de l'allumage de la lampe.

L'utilisation d'un dispositif de suppression ne permettant pas d'atteindre un nivellement complet des interférences électromagnétiques, deux condensateurs sont introduits à l'entrée du circuit dont la capacité totale est d'au moins 0,016 µF. Ils sont connectés en série avec le point central mis à la terre.

Principaux inconvénients des démarreurs

Le principal inconvénient des démarreurs est le manque de fiabilité de la conception. La défaillance du mécanisme de déclenchement provoque un faux départ - plusieurs éclairs de lumière sont visualisés avant le début d'un flux lumineux à part entière. De tels problèmes réduisent la durée de vie des filaments de tungstène de la lampe.

Les démarreurs génèrent des pertes d'énergie importantes et réduisent l'efficacité du dispositif de lampe. Les inconvénients incluent également la dépendance à la tension et une variation significative du temps de réponse des électrodes.

Avec les lampes fluorescentes, on observe une augmentation de la tension de fonctionnement au fil du temps, tandis qu'avec un démarreur, au contraire, plus la durée de vie est longue, plus la tension d'allumage par décharge luminescente est faible. Ainsi, il s'avère que la lampe allumée peut provoquer son fonctionnement, provoquant l'extinction de la lumière.

Les contacts ouverts du démarreur rallument la lumière. Tous ces processus sont effectués en une fraction de seconde et l'utilisateur ne peut qu'observer un scintillement.

L'effet pulsé provoque une irritation de la rétine et entraîne également une surchauffe de l'inducteur, réduisant sa durée de vie et une panne de la lampe.

Les mêmes conséquences négatives sont attendues en cas d’étalement important du temps de contact du système. Il ne suffit souvent pas de préchauffer complètement les cathodes des lampes.

En conséquence, l'appareil s'allume après avoir reproduit un certain nombre de tentatives, qui s'accompagnent d'une durée accrue des processus de transition.

Si le démarreur est connecté à un circuit à lampe unique, il n'y a aucun moyen de réduire la pulsation lumineuse.

Afin de réduire l'effet négatif, il est recommandé d'utiliser ce type de circuit uniquement dans les pièces où sont utilisés des groupes de lampes (2-3 échantillons chacun), qui doivent être inclus dans différentes phases d'un circuit triphasé.

Explication des valeurs de marquage

Il n'existe pas d'abréviation généralement acceptée pour les modèles de démarrage de production nationale et étrangère. Par conséquent, nous considérerons séparément les bases de la notation.

Le décodage de la valeur 90C-220 ressemble à ceci : un démarreur fonctionnant avec des échantillons luminescents, dont la puissance est de 90 W, et la tension nominale est de 220 V (+)

Selon GOST, le décodage des valeurs alphanumériques [ХХ][С]-[ХХХ] imprimées sur le corps de l'appareil est le suivant :

• [XX] – des chiffres indiquant la puissance du mécanisme de reproduction de la lumière : 60 W, 90 W ou 120 W ;
• [AVEC] - entrée;
• [XXX] – tension utilisée pour le fonctionnement : 127 V ou 220 V.

Pour mettre en œuvre l'allumage des lampes, les développeurs étrangers produisent des appareils portant diverses désignations.

Le facteur de forme électronique est produit par de nombreuses entreprises.

Le plus célèbre sur le marché intérieur est Philips, produisant des démarreurs des types suivants :

• S2 conçu pour une puissance de 4 à 22 W ;
• S10 — 4-65 W.

Ferme OSRAM se concentre sur la production de démarreurs aussi bien pour la connexion unique d'appareils d'éclairage que pour la connexion en série. Dans le premier cas, il s'agit de S11 avec une limite de puissance de 4 à 80 W, ST111 - de 4 à 65 W. Et dans le second, par exemple, ST151 - 4-22 W.

Les modèles de démarrage fabriqués sont présentés dans une large gamme. Les paramètres clés pris en compte lors de la sélection sont des valeurs proportionnées aux caractéristiques des lampes fluorescentes.

Que rechercher lors du choix ?

Lors du choix d'un lanceur, il ne suffit pas de se baser sur le nom du développeur et la fourchette de prix, même si ces facteurs doivent également être pris en compte, car... indiquer la qualité de l'appareil.

Dans ce cas, les appareils fiables qui ont fait leurs preuves dans la pratique gagnent.Il convient de prêter attention à ces entreprises : Philips, Sylvanie Et OSRAM.

Démarreur FS-11 de marque Sylvania. Convient aux lampes fluorescentes d'une puissance de 4 à 65 W. Peut être utilisé sur secteur. Fonctionne selon le principe de la décharge luminescente

Les paramètres opérationnels les plus fondamentaux du démarreur sont les caractéristiques techniques suivantes :

1. Courant d'allumage. Cet indicateur doit être supérieur à la tension de fonctionnement de la lampe, mais pas inférieur à l'alimentation électrique.
2. Tension de base. Lorsqu'il est connecté à un circuit à une lampe, un appareil de 220 V est utilisé et un circuit à deux lampes utilise un appareil de 127 V.
3. Niveau d'énergie.
4. La qualité du logement et sa résistance au feu.
5. Vie opérationnelle. Dans des conditions de fonctionnement standards, le démarreur doit résister à au moins 6 000 démarrages.
6. Durée de chauffage de la cathode.
7. Type de condensateur utilisé.

Il est également nécessaire de prendre en compte la réaction inductive de la bobine et le coefficient de rectification, qui est responsable du rapport entre la résistance inverse et la résistance directe à tension constante.

Des informations supplémentaires sur la conception, le fonctionnement et la connexion du mécanisme de ballast des lampes fluorescentes sont présentées dans Cet article.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Aide au choix du ballast nécessaire pour une lampe fluorescente :

Démarreur pour appareils fluorescents : bases du marquage et de la conception de l'appareil :

En théorie, la durée de fonctionnement du démarreur équivaut à la durée de vie de la lampe qu’il allume. Néanmoins, il convient de considérer qu'avec le temps, l'intensité de la tension de décharge luminescente diminue, ce qui affecte le fonctionnement du dispositif luminescent.

Cependant, les fabricants recommandent de remplacer à la fois le démarreur et la lampe.Pour acheter la modification requise, vous devez d'abord étudier les principaux indicateurs des appareils.

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