蛍光灯のチョークコイル。蛍光灯の電源システムについて

私たちを取り巻く多くのことはもっと早く実行できると何度も言いましたが、何らかの理由でそれらはごく最近私たちの生活に入ってきました。私たちは皆、蛍光灯に出くわしました-端に2つのピンがあるような白いチューブ。彼らがどのように電源を入れていたか覚えていますか？キーを押すと、ランプが点滅し始め、最終的に通常モードになります。本当に迷惑だったので、そんなものを家に持ち帰りませんでした。入れます公共の場所で、生産、オフィス、工場で-それらは従来の白熱灯と比較して本当に経済的です。彼らは毎秒100回の頻度でまばたきをしました、そして多くの人々はこのまばたきに気づきました、そしてそれは彼らをさらにいらいらさせました。さて、各ランプを始動するために、1キログラム未満の質量を持つそのような鉄片のようなバラストが頼りにされました。それが十分な品質で組み立てられていなかった場合、それは100ヘルツの周波数でもかなり不快に鳴り響きました。そして、あなたが働いている部屋にそのようなランプが何十もあるとしたら？または数百？そして、これらの数十個すべてが1秒間に100回フェーズでオンとオフを切り替え、スロットルがブーンという音を立てますが、すべてではありません。効果はありませんでしたか？

しかし、私たちの時代には、チョークの音とランプの点滅（起動時と動作時の両方）の時代は終わったと言えます。今、彼らはすぐに電源を入れ、人間の目には彼らの仕事は完全に静的に見えます。その理由は、重いチョークや定期的に付着するスターターの代わりに、電子バラスト（電子バラスト）が流通しているためです。小さくて軽い。しかし、それらを見ているだけです配線図、疑問が生じます：70年代後半から80年代前半に大量生産を妨げたのは何ですか？結局のところ、要素ベース全体はすでにその時でした。実際には、2つの高電圧トランジスタに加えて、最も単純な部品が含まれています。文字通り、40年代の1ペニーのコストです。さて、ソ連、ここでの生産は技術の進歩にあまり反応しませんでした（たとえば、チューブテレビは80年代の終わりにのみ中止されました）が、西側では？

だから、順番に...

標準配線図蛍光灯 20世紀のほとんどすべてのように、第二次世界大戦の前夜にアメリカ人によって発明され、ランプに加えて、すでに私たちが言及したチョークとスターターが含まれていました。はい、彼らはまた、スロットルによって導入された位相シフトを補償するために、またはそれをさらに置くために、ネットワークと並列にコンデンサを吊るしました分かりやすい言葉、力率補正用。

スロットルとスターター

システム全体の動作原理は非常に注意が必要です。電源ボタンが閉じた瞬間に、弱い電流がネットワークボタンスロットルファーストスパイラルスターター2番目のスパイラルネットワーク回路に流れ始めます-約40-50mA。最初の瞬間、スターター接点間のギャップの抵抗が十分に大きいため、弱いです。ただし、この弱い電流により、接点間のガスがイオン化され、急激に増加し始めます。このことから、スターター電極が加熱され、そのうちの1つがバイメタルであるため、つまり、温度に対する幾何学的パラメーターの変化の依存性が異なる2つの金属で構成されているため（熱膨張係数が異なる-CTE）、加熱するとバイメタルになります。プレートはCTEが低い金属に向かって曲がり、別の電極で閉じます。回路内の電流は急激に増加しますが（最大500〜600 mA）、その成長率と最終値はインダクタのインダクタンスによって制限されます。インダクタンス自体は、瞬間的な電流インダクタンスを防ぐ特性です。したがって、この回路のスロットルは正式には「バラスト」と呼ばれます。この大電流はランプコイルを加熱し、ランプコイルは電子を放出し始め、シリンダー内の混合ガスを加熱します。ランプ自体はアルゴンと水銀蒸気で満たされています-これは安定した放電が発生するための重要な条件です。言うまでもなく、スターターの接点が閉じると、スターターの放電が停止します。説明されているプロセス全体は、実際にはほんの一瞬です。

今、楽しみが始まります。冷却されたスターター接点が開きます。しかし、インダクタはすでにそのインダクタンスと電流の2乗の積の半分に等しいエネルギーを蓄えています。瞬時に消えることはないため（インダクタンスについては上記を参照）、インダクタに自己誘導EMFが発生します（つまり、長さ120 cmの36ワットランプの場合、約800〜1000ボルトの電圧パルス）。ピーク主電源電圧（310 V）を合計すると、ランプ電極に、ブレークダウン、つまり放電が発生するのに十分な電圧が生成されます。ランプの放電により水銀蒸気の紫外線が発生し、これが次にリン光物質に影響を与え、可視スペクトルで光らせます。同時に、誘導抵抗を持つチョークがランプの電流の無制限の増加を防ぎ、それがあなたの家やそのようなランプがある他の場所での回路ブレーカーの破壊や動作につながることをもう一度思い出します使用済み。ランプが最初に点灯するとは限らないことに注意してください。安定したグローモードに入るまでに数回の試行が必要になる場合があります。つまり、説明したプロセスが繰り返されます。 4-5-6回。これは実際にはかなり迷惑です。ランプがグローモードに入った後、その抵抗はスターターの抵抗よりもはるかに小さくなるので、ランプが点灯し続けている間、ランプを引き出すことができます。さて、スターターを分解すると、コンデンサーがその端子と並列に接続されていることがわかります。接点によって発生する無線干渉を減衰させる必要があります。

したがって、非常に簡単に、理論を掘り下げずに、蛍光灯が大きな電圧で点灯し、はるかに低い電圧で発光状態に保たれているとしましょう（たとえば、900ボルトで点灯すると、 150で光ります）。つまり、蛍光灯を点灯させるための装置は、その両端に大きな点灯電圧を発生させる装置であり、ランプが点火された後、それはそれを特定の動作値に下げる。

このアメリカのスイッチング方式は実際には唯一のものであり、わずか10年前にその独占は急速に崩壊し始めました-電子バラスト（電子バラスト）が大量に市場に参入しました。彼らは、ランプの瞬間的なスイッチを確実にするために、重いブーンというチョークを交換するだけでなく、次のような他の多くの便利なものを導入することも可能にしました：

-ランプのソフトスタート-スパイラルの予熱。これにより、ランプの寿命が劇的に長くなります。

-ちらつきの克服（ランプの電源周波数は50 Hzよりはるかに高い）

—広い入力電圧範囲100〜250 V;

—一定の光束によるエネルギー消費の削減（最大30％）。

-平均ランプ寿命の延長（50％）。

—電力サージに対する保護。

—電磁干渉がないことを確認します。

- 約 スイッチング電流サージなし（同時に多くのランプがオンになる場合に重要）

-欠陥のあるランプの自動シャットダウン（これは重要です。デバイスは多くの場合、作業を恐れています。アイドリング)

—高品質の電子バラストの効率—最大97％

-調光ランプ

しかし！これらのスイーツはすべて、高価な電子バラストでのみ実現されます。そして一般的に、すべてがそれほど雲ひとつないわけではありません。もっと正確に言えば、EPRスキームが本当に信頼できるものになれば、おそらくすべてが雲ひとつないでしょう。結局のところ、電子バラスト（電子バラスト）は、特に2〜3倍のコストがかかる場合は、チョークよりも信頼性が低くないはずです。チョーク、スターター、ランプ自体で構成される「以前の」回路では、最も信頼性が高いのはチョーク（バラスト）であり、一般に、高品質のアセンブリを使用すると、ほぼ永久に機能します。 60年代のソビエトチョークは今でも機能します。それらは大きく、かなり太いワイヤーで巻かれています。フィリップスのような有名な会社からでも、同様のパラメータのインポートされたチョークは、それほど確実に機能しません。なんで？それらが巻かれている非常に細いワイヤーは疑わしいです。まあ、コア自体は最初のソビエトチョークよりも体積がはるかに小さいです。これらのチョークは非常に熱くなり、おそらく信頼性にも影響を与えるからです。

はい、そうです、私が思うに、電子バラスト、少なくとも安価なもの、つまり、1個あたり最大5〜7ドル（スロットルよりも高い）のコストは、意図的に信頼できないものになっています。いいえ、彼らは何年も働くことができ、永遠に働くことさえできますが、ここでは、宝くじのように、負ける確率は勝つよりはるかに高いです。高価な電子バラストは条件付きで信頼できるものになっています。なぜ「条件付き」であるのかは後で説明します。安いものから始めましょう。私の場合、購入したバラストの95％を占めています。または多分ほぼ100％。

これらのスキームのいくつかを見てみましょう。ちなみに、微妙な違いはありますが、すべての「安価な」スキームの設計はほぼ同じです。

安価な電子バラスト（電子バラスト）。 95％の売上。

これらのタイプのバラストは3-5-7ドルで、ランプをオンにするだけです。これが彼らの唯一の機能です。他に便利な機能はありません。この新しい奇跡がどのように機能するかを説明するために、いくつかの図を描きましたが、前述のように、動作原理は「クラシック」スロットルバージョンと同じです。高電圧で点火し、低く保ちます。実装方法が異なります。

私が手に持っていたすべての電子バラスト回路（電子バラスト）は、安価でも高価でも、ハーフブリッジでした。制御オプションと「ストラップ」だけが異なりました。したがって、220ボルトの交流電圧はVD4-VD7ダイオードブリッジによって整流され、コンデンサC1によって平滑化されます。安価な電子バラストの入力フィルタでは、コストとスペースの節約のために、計算がほぼ次のようになっているにもかかわらず、100Hzの周波数での電圧リップルの大きさが依存する小さなコンデンサが使用されます。ランプ-1マイクロファラッドのフィルター容量。これでスキーム5,6 18ワットでのuF、つまり、明らかに必要以上に少ない。なぜなら（それだけではありませんが）、ちなみに、ランプは同じ電力の高価なバラストよりも視覚的に暗く光ります。

さらに、高抵抗抵抗R1（1.6MΩ）を介して、コンデンサC4が充電を開始します。その電圧が双方向CD1ダイニスタの応答しきい値（約30ボルト）を超えると、それが突破し、トランジスタT2のベースに電圧パルスが現れます。トランジスタが開くと、トランジスタT1とT2、および逆相に接続された制御巻線を備えたトランスTR1によって形成されるハーフブリッジ発振器が動作します。通常、これらの巻線にはそれぞれ2ターンが含まれ、出力巻線には8〜10ターンのワイヤが含まれます。

ダイオードVD2〜VD3は、制御トランスの巻線で発生する負のエミッションを減衰させます。

したがって、発電機は、コンデンサC2、C3、およびインダクタC1によって形成される直列回路の共振周波数に近い周波数で起動します。この周波数は45〜50 kHzに等しくなる可能性がありますが、いずれの場合も、これ以上正確に測定することはできませんでした。ストレージオシロスコープが手元にありませんでした。ランプの電極間に接続されたコンデンサC3の静電容量は、コンデンサC2の静電容量の約8分の1であることに注意してください。したがって、その電圧サージは何倍も高くなります（静電容量が8倍大きいため、周波数が高いほど、小さな容量で容量が大きくなります）。そのため、このようなコンデンサの電圧は常に少なくとも1000ボルトになるように選択されます。同時に、同じ回路に電流が流れ、電極が加熱されます。コンデンサC3の両端の電圧がある値に達すると、故障が発生し、ランプが点灯します。点火後、その抵抗はコンデンサC3の抵抗よりもはるかに小さくなり、それ以降の動作には影響しません。発振器周波数も低下します。インダクタL1は、「クラシック」インダクタの場合と同様に、電流を制限する機能を実行しますが、ランプは高周波（25〜30 kHz）で動作するため、その寸法は何倍も小さくなります。

バラストの外観。一部の要素がボードにはんだ付けされていないことがわかります。たとえば、修理後に電流制限抵抗をはんだ付けしたところ、ジャンパー線があります。

別の製品。不明なメーカー。ここでは、「人工ゼロ」を作るために2つのダイオードが寄付されていません。

「セバストポリスキーム」

中国人より安くする人はいないという意見があります。私もそれを確信していました。ある「セヴァストポリ工場」の電子バラストが私の手に渡るまでは、とにかくそれを売った人がそう言ったと思います。それらは58Wランプ、つまり長さ150cm用に設計されました。いいえ、中国のものよりもうまくいかなかった、またはうまくいかなかったとは言いません。彼らが働いていました。彼らのランプは輝いていた。しかし…

最も安価な中国のバラスト（電子バラスト）でさえ、プラスチックケース、穴のあるボード、プリント回路基板からのボード上のマスク、および指定-設置側からの部分です。「セバストポリバリアント」には、これらすべての冗長性がありませんでした。そこでは、ボードは同時にケースのカバーであり、ボードには穴がなく（このため）、マスクもマーキングもありませんでした、詳細は印刷された導体の側面に配置されました最も安価な中国のデバイスでさえ私が見たことがないSMD要素で作ることができました。さて、スキーム自体！私はそれらの非常に多くを見てきましたが、そのようなものを見たことがありません。いいえ、すべてが中国人のようです：普通のハーフブリッジ。それが要素D2〜D7の目的であり、下側のトランジスタのベース巻線の奇妙な接続は私にはまったく理解できません。そしてさらに！この奇跡の装置の作成者は、ハーフブリッジ発電機トランスとチョークを組み合わせました！彼らはちょうどW字型のコアに巻線を巻きました。これまで誰もこれについて考えていませんでした。中国人でさえも。一般的に、このスキームは天才または代わりに才能のある人々によって設計されました。一方、それらが非常に優れている場合は、電流がフィルターコンデンサを通過するのを防ぐために、電流制限抵抗を導入するために数セントを寄付してみませんか？はい、そして電極をスムーズに加熱するためのバリスタ（セントも）の場合、電極が破損する可能性があります。

ソ連で

上記の「アメリカンサーキット」（チョーク+スターター+蛍光灯）は主電源です交流電流 50ヘルツの周波数。電流が一定の場合はどうなりますか？ええと、例えば、ランプは電池で動く必要があります。ここでは、電気機械式のオプションではうまくいきません。あなたは「計画を形作る」必要があります。電子。そして、そのような計画は、例えば、電車の中でありました。私たちは皆、さまざまな程度の快適さのソビエト車で旅行し、そこでこれらの蛍光灯を見ました。しかし、彼らは食べました直流 80ボルトの電圧、そのような電圧はワゴンバッテリーによって生成されます。電源については、「同じ」回路が開発されました。これは、直列共振回路を備えたハーフブリッジジェネレータであり、ランプコイルを流れる電流サージを防ぐために、正の直接加熱サーミスタTRP-27です。温度係数抵抗。言うまでもなく、この回路は非常に信頼性が高く、ACネットワーク用のバラストに変換して日常生活で使用するには、実際には、ダイオードブリッジ、平滑コンデンサ、およびわずかに追加する必要がありました。一部の部品と変圧器のパラメータを再計算します。唯一の「しかし」。そのようなものはかなり高価になるでしょう。そのコストは60-70ソビエトルーブル以上で、スロットルコストは3ルーブルだと思います。基本的に、強力な高電圧トランジスタのソ連ではコストが高いためです。また、この回路は、常にではないが、かなり不快な高周波のきしみ音を発しましたが、時々聞こえることもありました。おそらく、要素のパラメータが時間の経過とともに変化し（コンデンサが枯渇し）、発電機の周波数が低下しました。

列車内の蛍光灯の高解像度の電源方式

高価な電子バラスト（電子バラスト）

単純な「高価な」バラストの例は、TOUVE製品です。彼は水族館の照明システムで働いていました。言い換えれば、2つの36ワットの緑色のラマが彼から供給されました。バラストの所有者は、これは特別なものであり、水族館やテラリウムを照明するために特別に設計されたものだと私に言いました。「エコロジカル」。そこにどんな環境への配慮があるのか理解できませんでした。この「環境バラスト」が機能しなかったのもまた別の問題です。回路を開いて分析したところ、安価なものと比較して、原理（ハーフブリッジ+同じDB3ダイオード+直列共振回路を介した起動）は完全に維持されていますが、かなり複雑であることがわかりました。 2つのランプがあるため、2つの共振回路T4C22C2とT3C23C5が表示されます。ランプのコールドコイルは、サーミスタPTS1、PTS2によって突入電流から保護されています。

ルール！経済的なランプまたは電子バラストを購入する場合は、このランプがどのように点灯するかを確認してください。即座に-バラストは、彼らがそれについてあなたに何を言っても、安いです。ほぼ正常に、約0.5秒後にボタンを押した後にランプが点灯するはずです。

さらに。 RV入力バリスタは、パワーフィルタコンデンサを突入電流から保護します。回路にはパワーフィルター（赤丸で囲んだ部分）が装備されており、高周波干渉がネットワークに侵入するのを防ぎます。力率補正の輪郭は緑色で示されていますが、この回路ではパッシブエレメント上に組み立てられているため、特別なマイクロ回路が補正を制御する最も高価で派手なものとは区別されます。この重要な問題（力率補正）については、次のいずれかの記事で説明します。さて、異常モードの保護ユニットも追加されました。この場合、SCRサイリスタをグランドに接続してベースQ1を閉じることにより、生成が停止されます。

たとえば、電極の非アクティブ化またはチューブの気密性の違反は、「開回路"（ランプが点灯しない）、これは電圧の大幅な増加を伴います始動コンデンサ回路の品質係数によってのみ制限される、共振周波数でのバラスト電流の増加。このモードで長時間動作すると、トランジスタの過熱によりバラストが損傷します。この場合、保護は機能するはずです。SCRサイリスタはQ1ベースをグランドに閉じ、生成を停止します。

このデバイスは安価なバラストよりもサイズがはるかに大きいことがわかりますが、修理（トランジスタの1つが飛び出した）と復元の後、これらのトランジスタは、私には必要以上に熱くなることがわかりました。約70度まで。小さなラジエーターを置いてみませんか？過熱によりトランジスタが飛散したとは言いませんが、高温（密閉状態）での動作が原因となった可能性があります。一般的には場所があるので小さなラジエーターを置きます。

今日、蛍光灯用の従来のバラストは、ほとんどの蛍光灯で使用されています。特に、最も一般的なT8蛍光灯の操作に広く使用されています。電磁チョークの主な利点は、電子式チョークと競合しているため、低コストであることに起因する可能性があります。信頼性が高く、経済的で機能的な電子バラストは、数倍高価です。

バラストの主な機能：

主な機能 PRAは、ランプの点火とその通常の照明および動作特性の維持と呼ぶことができます。電磁バラストの動作回路は通常、バラスト、コンデンサ、およびランプを始動するスターターで構成されています。バラストは誘導性リアクタンス、蛍光灯と直列に接続され、光源の電極に高電圧（0.7-1.2 kV）を生成します。その結果、フラスコ内にガス放電が発生し、ランプが点火します。同時に、蛍光灯のチョークは供給ネットワークの電流を安定させ、コンデンサは無線干渉を減らし、補償します無効電力蛍光灯が点火したときに発生します。電磁バラストを使用する場合、このプロセス（ランプの点火）は約100 Hzの周波数で発生します。これは、標準の電源（50 Hz）の現在の周波数の2倍です。磁気ギア付きの蛍光灯が起動します。通常は約1〜3秒です。

ランプチョークは何で構成されていますか：

ランプ用バラストは、電磁チョーク、つまり、銅またはの巻線を備えた金属コアを備えたコイルです。アルミ線。巻線の直径は通常、蛍光灯のチョークがランプの通常の動作に必要な設定温度を超えて加熱されないように選択されます。電磁バラストを使用する場合の電力損失は、光源の電力に応じて10〜50％の範囲です。ランプが強力であるほど、損失は少なくなります。欧州規格によると、チョークには3つの電力損失クラスがあります。B（超低損失）、C（低損失）、およびD（通常損失）です。 2001年以降、クラスDバラストはEU諸国で生産されていません。たいていの国内生産のチョークはカテゴリーDに属します。

電磁チョークの利点：

電磁バラストの利点には、低コスト、実行の容易さ、温度変化に対する感度の低さが含まれます。ただし、電子式チョークと比較すると、電磁チョークにはいくつかの重大な欠点があります。その中でも、動作回路の大幅な損失、ランプ動作中の音響ノイズ、ランプの重量の増加、および耐用年数の短縮が見られます。最も深刻な欠点は、おそらく、ランプの点火頻度が比較的低いことです。その結果、照明がちらつき、目の疲れに悪影響を及ぼします。さらに、蛍光灯の低い点火周波数は、ストロボ効果を生み出す可能性があります。振動または回転する物体（旋盤の部品など）の場合、丸鋸、キッチンミキサーなど）がフリッカー周波数以上の周波数で動いている場合、静止しているように見えます。したがって、生産時には、白熱灯で職場を照らすことが義務付けられています。

高圧放電ランプ用電磁チョーク

メタルハライドランプなどの高輝度放電ランプや、高圧ナトリウムランプなどの動作には、バラスト（Dnatチョークまたはdrlチョーク）も必要です。設計上、ガス放電ランプの電磁チョークは、蛍光灯の電磁バラストに似ています。特に、DNaTチョークには、IZU（インパルスイグナイター）、バラスト、および補償コンデンサで構成される動作回路が含まれています。ランプは、電極間スペースの高電圧パルス（最大6 kV）によるブレークダウンの結果として点火されます。一般的なスキームの例外は、追加のイグナイターを含まないDRLチョークです。これは、これらのイグニッションランプに追加の電極があるためです。

高圧放電ランプの場合、光源のタイプと出力に一致するバラストを選択する必要があることに注意してください。たとえば、HPSランプの250チョークは、ナトリウムランプ電力は250W、チョークは400 Wで、ランプは400Wです。そうして初めて、放電ランプは定格仕様の範囲内で動作します。

ガス放電ランプ用バラストの特徴：

DRL電磁チョークを使用する場合、ガス放電ランプは長時間（通常は少なくとも5分）フレアします。また、接続すると特定の機能があります。ただし、古典的な磁気バラストは、ガス放電ランプを操作するために最も頻繁に使用されます。しかし、近年、メーカーは、より安定した、長持ちし、経済的な光源の動作を提供する高圧放電ランプ用の電子バラストを積極的に開発しています。

イチジクに 1は、最も単純で最も一般的なものを示しています 蛍光灯配線図 - スタータースロットル。ランプを流れる電流を必要なレベルに制限するために、チョーク1が使用されます。スターター2は、ランプと並列に、およびその両方の電極と直列に接続されます。 スターター-これもガス放電装置であり、1つの要件を満たす必要があります。その中の放電点火電圧は、主電源電圧よりも低く、ランプ燃焼電圧よりも高くなければなりません。

米。 1.蛍光灯のスイッチを入れるためのスキーム

スターターの接点の1つは、バイメタルテープ、つまり熱膨張係数の異なる2つの金属をしっかりと接続して得られたテープから弓の形で作られています（図2）。

米。 2.スターターデバイス

このような回路に電圧が印加されると、スターターで放電が発生し、電流が回路を流れます。インダクター-1つのランプ電極-スターター-別のランプ電極。この電流の値はインダクタによって制限されます。電流がランプとスターターの電極を加熱し、スターターのバイメタル電極が真っ直ぐになり始め、ある時点で別の電極で閉じます。回路の後、スターター電極はしばらくすると冷えて開き始めます。開く瞬間、スロットルに大きな電圧パルスが発生します。この時までにランプの電極は、それらから電子を放出するのに十分な温度まで加熱する時間があります。インダクターの電圧パルスが適切なタイミングで主電源電圧に重畳される場合（「同相」）、主電源電圧とインダクター電圧の合計は、加熱された電極を備えたランプの点火電圧よりも大きくなる可能性があります。ランプが点灯します。この可能性は非常に低いため、最初の試行でランプが点灯することはほとんどありません。ランプをオンにすると、ランプが点滅することを誰もがよく知っています。これらのフラッシュは不快であり、蛍光灯のもう1つの欠点です。点滅すると、スターターが顕著な電波干渉を発生させるため、干渉抑制コンデンサーが並行してオンになります（構造的に、スターターとコンデンサーは1つのハウジングに統合されています）。

スロットルランプの点火を確実にするだけでなく、動作モードでランプを流れる電流を制限します。スロットルで特定のパワーが失われますが、プラスの効果はありません。つまり、スロットルは、いわば余分な負荷であるバラストです。バラスト電力の量は、インダクタの品質とインダクタを流れる電流によって異なります。欧州連合、米国、カナダの国々の電力損失のレベルに応じて、チョークは3つのクラスに分類されます。D-通常の場合、C-減少した場合、B-特に損失が少ない場合です。 36（40）Wの電力のランプに最適なチョークでは、約6ワットが失われます（ランプ電力の約15％）。低電力ランプ（4〜11 W）の場合、チョークの電力損失はランプ自体の電力と等しくなる可能性があります。したがって、実際のランプのランプの発光効率は、「ベア」ランプのドキュメントに示されているものよりも常に低くなります。

表1

チョークは別の不快な瞬間を生み出します-電流と電圧の間の位相シフト。電力網の電圧は正弦波の形をしています。白熱灯の場合、電流は常に電圧と同相であり、その形状を正確に繰り返します（図3）。どのインダクタでも、電流は、度単位で測定される周期の一部だけ電圧より遅れます。

米。 3.白熱灯と蛍光灯の電流の形

全周期が360°の場合、「クリーンな」インダクタにより、電流は電圧よりも正確に4分の1周期、つまり90°遅れます。ランプとともに、この「位相シフト」は常に90°未満であり、インダクタ自体の品質に依存します。すべての国のチョークのラベルでは、適切な電力のランプでチョークをオンにしたときに電流が電圧より遅れる角度自体ではなく、この角度の正弦-cos f、「力率」とも呼ばれます。 cosφの意味と意味は、次の例で視覚的に説明できます。電流と電圧が1頭のカートを引っ張る馬のペアであると想像してください。両方の馬がカートを同じ方向に引く場合、つまり、馬の間に「位相シフト」がない場合、このペアの効果が最大になります。しかし、馬の1頭が移動方向を変更することを決定した場合、結果は悪化し、バッキング馬が引く角度が大きくなります。つまり、馬の推力方向間の角度の余弦が小さくなります。 2頭の馬。

電流と電圧の間に位相シフトがない場合、ネットワークから消費される電力は、電流と電圧の積に等しくなります。ただし、このシフトが存在する場合、電力はアクティブとリアクティブの2つのコンポーネントで構成されます。有効電力とは、有用な仕事を生み出すものです（この場合、光を生成します）。これは、電流、電圧、および電流が電圧より遅れる角度の正弦の3つの量の積によって決定されます。

電力量計は有効電力のみを考慮していることに注意してください。したがって、どの位相シフトについても、消費された有効電力量（製品）に対してのみ支払います。有効電力しばらくの間）。ただし、この場合、ワイヤの現在の負荷はcosfに反比例して変化します。

I \ u003d P / U cos f

ワイヤの負荷に加えて、cosfの値が低いと負荷が増加します。変電所そして、最終的には、発電所。したがって、すべての国のすべての大規模な電力消費者にとって、cosfの値は厳密に正規化されています。
cos fを増やすために、その補正が行われます。これを行うために、蛍光灯やその他の放電ランプを備えた器具には、別の要素が含まれています-補償コンデンサ。このようなコンデンサをオンにするためのスキームは異なる場合があります。それらのすべてのオプションを図に示します。 4.ほとんどの場合、並列補正スキーム（a）が使用されます。これにより、cosfの値を0.85に上げることができます。

米。 4.力率補正回路

チョークに関連する別の不快な現象について言及する必要があります。すべてのチョークは、50 Hzの周波数で動作している場合、ある強度または別の強度のブーンという音を生成します。発生するノイズのレベルに応じて、チョークは4つのクラスに分類されます。通常、低減、非常に低い、特に低レベルノイズ（GOST 19680に従って、H、P、C、およびAの文字でマークされています）。

文献では、チョークはしばしば「 バラスト» ( PRA）。上で述べたことから、チョーク自体がランプの「始動」またはそれらの調整のいずれかを保証できないことは明らかであるため、これは絶対に間違った名前です。照明ランプ用
スロットルだけでなく、スターターも必要です。光束は非常に複雑な技術的問題であり、ここ数年でしか解決されていません。
蛍光灯をオンにするためのスタータースロットル回路の動作条件の1つは、スターターの点火電圧がランプの燃焼電圧よりも高くなければならないことであるため、ランプが点火された後、スターターはオフになります。であり、電流は流れません。その結果、ランプ電極の加熱電流も流れず、通常動作しているランプの放電電流は、電極を加熱し、電極からの十分な電子放出を確保するのに十分です。放電電流を減らしてランプの光束を調整し始めると、この電流では電極を目的の温度に加熱するのに十分ではなく、放電が不安定になり、ランプが消灯します。ランプの光束を調整したい場合は、電極が必要な温度に加熱されていることを確認する必要があります。それが理由です長い間蛍光灯はまったく調整できないと信じられていました。

蛍光灯やチョークの欠点の多くは、電子高周波スイッチングデバイスを使用することで解消されます。

近年、このようなデバイスは非常に身近なものになっています。欧州連合の国々では、蛍光灯付きのランプの約半分が電子スイッチング回路で作られています（スウェーデンとオーストリアでは、半分以上）。残念ながら、私たちの国では、そのようなデバイスはまだ広く使用されていません。
イチジクに 5は簡略化したものを示しています ランプを切り替えるための電子機器のブロック図.

米。 5.電子スイッチングデバイスのブロック図

デバイスには、2つの必須ノード（整流器）が含まれています主電源電圧 1および整流された電圧コンバーターを高周波交流電圧2に変換します。コンバーターの出力からパワーアンプ3を介して、またはそれなしで電圧がランプ4に供給され、ランプ4は、標準のスターターチョーク回路と同様にオンになります。、チョーク5を介して。コンバータの出力の電圧周波数が高い（20〜40 kHz）ため、インダクタの寸法と質量は、50Hzの周波数でのランプ動作に必要なものよりもはるかに小さくなります。スターターの代わりに、コンデンサ6は通常ランプと並列に接続されます。チョーク5とコンデンサ6は直列共振回路を形成します。直列に接続されたインダクタとコンデンサのチェーンの共振周波数がそれに印加される電圧の周波数と一致する場合、そのようなチェーンの総抵抗はゼロであることが物理学から知られています。それを流れる電流と回路の各要素の電圧は無限大に増加します。実際には、電子スイッチングデバイスでは、コンバータ2の出力の電圧周波数は、インダクタ5とコンデンサ6のチェーンの共振周波数に近くなります（ただし、これと等しくなることはありません）。したがって、デバイスの電源を入れると、ランプの電極に必要な温度まで加熱するのに十分な電流が流れ、コンデンサ6に電圧が発生します。これは、ランプで放電が発生するために必要です。加熱された電極で。ランプが点灯すると、ランプの電圧が燃焼電圧まで低下し、コンバータの電圧周波数が自動的に変化して、特定の値の電流がランプを流れます。

上記のノードに加えて、ほとんどの最新のデバイスには制御ユニット7もあります。これは2つの機能を実行します。主電源電圧変動時のランプ電流の安定化と力率補正です。力率は、通常ギリシャ文字のλで表され、電流と電圧の積に対する装置と一緒にランプによって消費される電力の比率です。λ\ u003d P /UI.正弦波形式の電流と電圧、力率は、スタータースロットルスイッチング回路を検討するときに説明したcosfと同じです。しかし、ランプが電子機器を介して電力を供給されると、電流の形状が歪んで（「電流に高調波が現れる」と言われているように）、力率はcosfと一致しなくなります。最新の最高のデバイスの力率は1（0.95〜0.99）に近いです。消費電流の形状を補正する機能（「高調波の抑制」）は、通常、整流器1の入力フィルタによって実行されます。
一部のデバイスでは、制御ユニット7が別の機能を実行します。これは、ほとんどの場合、コンバータ2の電圧の周波数を変更することにより、ランプの光束を調整します。厳密に言えば、このようなデバイスのみをバラストと呼ぶことができます。それらは、ランプの起動とそれらの調整光束の両方を提供します。

基本的な違い 電子回路蛍光灯をつけるスターターチョークから、そのような回路のランプは、50Hzではなく通常20〜40kHzの高周波電流によって電力が供給されるということです。ランプの高周波電源は、次のような良い結果をもたらします。

1.高周波放電の特性により、ランプの発光効率が向上します。この増加は大きく、ランプは短くなります。電力が36（40）Wのランプの場合、発光効率は約10％増加し、電力が18（20）Wのランプの場合は15％増加します。 4 Wの電力で-40％。
2.周波数100Hzの光束の脈動の深さは約5％に減少します。
3.チョークによって発生する音の干渉は除外されます。
4.電源を入れてもランプがちらつくことはありません。
5.補償cosfの必要性を排除します。
6.電源を入れたときの点滅がなくなり、電極が正確に加熱されるため、ランプの耐用年数が長くなります（最大1.5倍）。
7.これでランプの光束を調整することが可能になりました。
8.電子機器は、チョークや補償コンデンサよりもはるかに軽量です。

この上、 電子スイッチングデバイススターターチョーク回路を備えた蛍光灯の欠点のほとんどを排除します。しかし、これらのデバイスには欠点もあり、広範な実装が妨げられます。電子デバイスの価格は、チョーク、スターター、および補償コンデンサを組み合わせたものよりも何倍も高くなります。しかし、それにもかかわらず、すでに述べたように、欧州連合の国々では、電子機器を備えた器具の割合は、蛍光灯を備えたすべての器具の50％に近づいています。

直径16mmのフラスコ内の新世代蛍光灯は、原則として電子機器でのみ機能することに注意してください。この状況は、そのようなランプを備えたランプに追加の利点を与える。

白熱灯に対する蛍光灯の明らかな利点と私たちの習慣の保守性との間の妥協点の探求は、前世紀の80年代初頭に、白熱灯のような通常のカートリッジにねじ込むことができる蛍光灯の出現につながりました。このようなランプのチョークとスターターは、E27ベースの特別な「アダプター」に配置され、ランプの電球はサイズを最小化するために何度も曲げられ、上部に装飾的なキャップがかぶせられ、ランプの破損を防ぎます。カートリッジに取り付けた場合。 13Wと18Wの電力を持つこのようなランプは、最大の企業であるオスラムとフィリップスによって製造され、後に他の企業によって製造されましたが、広く使用されていませんでした。重量は約400グラムで、テーブルでの使用の可能性を実質的に排除しました。壁とペンダントのマルチランプランプ。

電源を入れるための電子機器の出現により、状況は根本的に変化しました。 コンパクト蛍光灯。ランプの質量と寸法が大幅に縮小されたため、電子機器とネジ付きベースを備えた蛍光灯

Mi E27とE14は、非常に競争力のある製品になっています。現在、これらのランプは世界で年間3億個以上生産されており、特に中国や東南アジアの国々で生産量は絶えず増加しています。そのようなランプの範囲は絶えず拡大しています。電子機器と組み合わされ（「統合された」）、E27またはE14ソケットを備えた最新のコンパクト蛍光灯の電力範囲は、3〜120Wです。ランプは、さまざまな放射色、さまざまな構成、装飾的な外部フラスコ、反射板などで製造されています（図6）。

米。 6.コンパクト蛍光灯の形状

蛍光灯は、故障することはめったにないシンプルで信頼性の高いデバイスです。オンにするには、スターターとスロットルで構成されるスターティングキットが使用されます。彼の回路には2つのコンデンサも含まれています。スターターの作動要素は、不活性ガスで満たされたフラスコであり、その中には、単純な電極とバイメタルの電極の2つの電極があります。ランプをオンにする明けこのように起こります：

電圧が印加されると、スターターバルブでグロー放電が発生します。
グロー放電はバイメタル電極を加熱します。温度の影響で元の形に変化し、電気回路を閉じます。
閉回路では、電流が増加し、ランプ電極が加熱され、電球内の水銀蒸気が加熱されます。
過渡放電電圧がない場合、バイメタル電極は冷却されて元の位置に戻ります。電子回路開きます。
インダクタの自己インダクタンスにより回路が遮断されると、電圧サージが発生します。
電球が満たされているアルゴン雰囲気中の高電圧パルスは、ランプ電極間のアークを点火します。
ランプの放電により回路が閉じ、その結果、スターターの電圧が低下し、再びオンになることはありません。電極加熱回路が開きます。

なぜオンにならないのですか？

まず、ランプ点灯時に電圧が印加されているかどうかを確認する必要があります。電力が適切に供給されている場合、その理由は3つのコンポーネントのいずれかにあります。

ランプとスターターの点検は、これらの部品が簡単に交換できるため、難しくありません。最も簡単な方法はスターターを交換することであり、ファームには、原則として、いくつかのサービス可能なものがあります。それはあなたが始めるべきところです。作動中のスターターが手元にない場合は、作動中のランプから取り外すことができます。ちなみに、これはその保守性を保証するものです。

スターターを交換しても問題が解決しない場合は、ランプを交換してみてください。交換後もランプが機能しない場合は、1人の容疑者が残っています-チョーク。

スロットルテスト

ランプの点灯が止まる前であっても、蛍光灯の動作が不安定な場合は、故障の兆候が見られます。電源を入れてしばらくすると、ちらつきが発生するか、フラスコ内に燃えるような「ヘビ」が現れます。

インダクタの故障の理由は、巻線の断線、またはターン間の短絡です。ブレークが発生した場合、テスターで抵抗をチェックすると、デバイスは、ターン間回路の場合、ゼロまでの最小抵抗を無限大にします。ターン間回路の外部の兆候は、燃えるようなにおいの出現、スロットルの過熱、その表面の黄色または茶色の斑点の出現です。

故障したインダクタを新しいものと交換するときは、ランプとインダクタの電力の対応に注意してください。

修理作業を行うときは、電気安全の規則を覚えておく必要があります。デバイスの電源を切った状態でのみすべてのアクションを実行し、コンデンサが放電されていることを確認してください。

蛍光灯とも呼ばれる蛍光灯は、そのおかげで幅広い用途が見出されています。多数従来の白熱電球に対する利点。それらの主な利点は、標準的な白熱電球とは異なり、実際には熱くならないため、効率にあります。従来のランプでは、大量のエネルギーが誰も必要としない熱に変換されることが知られています。

蛍光灯の利点の1つは、カラースペクトルを個別に選択できることです。最も人気のあるランプは、コールドカラーと呼ばれる白です。しかし、多くの人は暖かい色調が好きで、日光に自分の質で近づいています。

ランプ接続オプション

蛍光灯の接続図は、そのデバイスに直接関係しています。古典的な蛍光灯の主なコンポーネントは、発光要素自体、開始要素、つまりスターター、そして最後にスロットルです。ランプの構成には、水銀蒸気で満たされたフラスコが含まれています。エッジに沿って、両側に、タングステンで作られたフィラメントがあります。ガラスフラスコの内面は、リン光剤という特殊な物質でコーティングされています。

ランプエレメントの主な機能

スロットルの機能は、電球の点火の最初に高電圧パルスを生成することです。スターターの主な目的は、回路を遮断して接続することです。コンデンサーと不活性ガスを満たしたフラスコで構成されています。フラスコの内部には、バイメタルと金属の2つの接点があります。バイメタル接点に作用する印加電圧がそれを加熱します。その結果、形状が変化し、その後金属接点と接触します。最終的に、回路が閉じてライトが点灯します。これらのプロセスはすべて密接に相互接続されています。

スイッチで回路を閉じると、スターターに電圧が供給されます。回路の後、電球自体で、タングステンスパイラルが加熱されます。加熱と光電子放出の開始後、スターターはオフ状態になります。スターターがオフになった瞬間にスロットルが作動し、その後、インパルスの結果として、内部に電気アーク放電が形成されます。これにより、ランプが点灯します。次に、リン光物質は、目に見えない紫外線をスペクトルの可視部分に変換します。

蛍光灯を接続するためのチョーク回路は、最も単純で最も一般的です。しかしながら、現在、チョークを使用しない回路の多くの変形が開発されてきた。蛍光灯回路は絶えず進化し、改善されています。