Startér pro zářivky: zařízení, princip činnosti, označení + jemnosti výběru

Starter pro zářivky je součástí elektromagnetického předřadníku (EMPRA) a je určen k zapálení rtuťové žárovky.

Každý model vydaný určitým výrobcem má různé technické parametry, avšak používá se pro svítidla napájená výhradně ze sítě střídavého proudu s mezní frekvencí nepřesahující 65 Hz.

Navrhujeme, abyste se seznámili s tím, jak je starter pro zářivky uspořádán, jaká je jeho role ve svítidle. Kromě toho uvedeme vlastnosti různých spouštěcích zařízení a řekneme, jak vybrat potřebný mechanismus.

Jak je zařízení uspořádáno?

Starter (spouštěč) je poměrně jednoduchý. Prvek je tvořen malou výbojkou schopnou vytvářet doutnavý výboj při nízkém tlaku plynu a malém proudu.

Tato skleněná malá baňka je naplněna inertním plynem – směsí helia nebo neonu. Jsou do ní vlisovány pohyblivé a nepohyblivé kovové elektrody.

Všechny elektrodové spirály žárovky jsou vybaveny dvěma svorkovými bloky. Jedna svorka každého kontaktu je zapojena do obvodu elektromagnetického předřadníku. Ostatní jsou připojeny ke katodám spouštěče.

Vzdálenost mezi elektrodami spouštěče není podstatná, proto jej lze snadno prorazit síťovým napětím. Přitom vzniká proud a zahřívají se prvky v elektrickém obvodu s určitým odporem. Právě starter patří mezi tyto prvky.

Konstrukce starterů pro zářivky mají téměř identické uspořádání: 1 – tlumivka; 2 – skleněná baňka; 3 – rtuťové páry; 4 – svorky; 5 – elektrody; 6 – pouzdro; 7 – bimetalový kontakt; 8 – inertní plynná látka; 9 – wolframová vlákna žárovky LDS; 10 – kapka rtuti; 11 – obloukový výboj v baňce (+)

Baňka je umístěna uvnitř pouzdra z plastu nebo kovu, které slouží jako ochranný kryt. U některých vzorků je na víku navíc speciální pozorovací otvor.

Nejžádanějším materiálem pro výrobu bloku je plast. Trvalé působení vysokých teplot umožňuje vydržet speciální složení impregnace – luminofor.

Příslušenství se vyrábí s párem nožiček, které plní funkci kontaktů. Jsou vyrobeny z různých druhů kovu.

V závislosti na typu konstrukce mohou být elektrody symetrické pohyblivé nebo asymetrické s jedním pohyblivým prvkem. Jejich vývody procházejí přes patici lampy.

Paralelně k elektrodám baňky je připojen kondenzátor o kapacitě 0,003-0,1 μF. Je to důležitý prvek, který snižuje úroveň rušení a také se účastní procesu zapálení lampy.

Povinnou součástí zařízení je kondenzátor, schopný vyhlazovat nadproudy a zároveň rozpojovat elektrody přístroje, čímž zajišťuje zhášení oblouku, který vzniká mezi proudovodnými prvky.

Bez tohoto mechanismu je vysoká pravděpodobnost svaření kontaktů při vzniku oblouku, což výrazně snižuje životnost startéru.

V domácnostech jsou nejoblíbenější vzorky předřadníků se symetrickým systémem kontaktů a elektrickým schématem startu. Tyto vzorky jsou méně ovlivněny poklesem napětí v elektrické síti.

Správná činnost startéru je podmíněna napětím napájecí sítě. Při poklesu jmenovitých hodnot na 70-80% se zářivka nemusí zapálit, protože nedochází k dostatečnému zahřívání elektrod.

Při výběru vhodného startéru s ohledem na konkrétní model denní zářivky (fluorescenční nebo LL) je nutné dodatečně analyzovat technické parametry každého typu a také se rozhodnout pro výrobce.

Princip činnosti zařízení

Po přivedení síťového napájení na světelné zařízení prochází napětí přes závity tlumivky LL a vlákno žhavení, vyrobené z monokrystalů wolframu.

Dále je přivedeno ke kontaktům startéru a vytváří mezi nimi doutnavý výboj, přičemž dochází k svícení plynného prostředí prostřednictvím jeho ohřevu.

Protože je v zařízení ještě jeden kontakt – bimetalový, ten také reaguje na změny a začíná se ohýbat, čímž mění svůj tvar. Tímto způsobem tento elektrod uzavírá elektrický obvod mezi kontakty.

Velikost proudu vytvořeného doutnavého výboje se pohybuje od 20 do 50 mA, což je zcela dostačující pro zahřátí bimetalového elektrodu, který je zodpovědný za uzavření obvodu (+).

Vzniklý uzavřený okruh v elektrickém schématu fluorescenčního přístroje vede přes sebe proud a zahřívá wolframová vlákna, která začínají emitovat elektrony ze svého zahřátého povrchu.

Tímto způsobem vzniká termoemisní emise. Současně dochází k zahřívání rtuťových par, které se nacházejí v baňce.

Vytvořený proud elektronů přispívá ke snížení napětí přiváděného ze sítě na kontakty startéru přibližně na polovinu. Míra doutnavého výboje začíná klesat spolu s teplotou žhavení.

Bimetalová deska snižuje svůj stupeň deformace, čímž rozpojuje obvod mezi anodou a katodou. Tok proudu tímto úsekem se zastaví.

Změna jeho hodnot vyvolává uvnitř tlumivky, ve vodivém obvodu, vznik elektromotorické síly indukce.

Bimetalový kontakt okamžitě reaguje vytvořením krátkodobého výboje v k němu připojeném obvodu: mezi wolframovými vlákny zářivky.

Jeho hodnota dosahuje několika kilovoltů, což je zcela dostatečné pro proražení inertního prostředí plynů s ohřátými rtuťovými parami. Mezi konci lampy vzniká elektrický oblouk, který produkuje ultrafialové záření.

Jelikož takové spektrum světla není pro člověka viditelné, je v konstrukci lampy luminofor, který pohlcuje ultrafialové záření. V důsledku je vytvářen standardní světelný tok.

Při změně proudu v obvodu nebo při jeho úplném přerušení dochází proporcionálně ke změnám magnetického toku plochou desky, která tento obvod omezuje, a to vede k vybuzení EMS vlastní indukce v tomto obvodu.

Avšak napětí na startéru zapojeném paralelně k lampě není dostatečné pro vytvoření doutnavého výboje, a proto elektrody zůstávají v rozpojené poloze po dobu svícení zářivky. Dále se startér v pracovním obvodu nepoužívá.

Jelikož po vytvoření svícení je třeba omezit hodnoty proudu, je do obvodu zaveden elektromagnetický předřadník. Díky svému indukčnímu odporu plní roli omezovacího zařízení, které zabraňuje poškození lampy.

Druhy starterů pro zářivková svítidla

V závislosti na algoritmu činnosti se startovací zařízení dělí na tři základní typy: elektronické, tepelné a s doutnavým výbojem. Přestože se mechanismy liší v konstrukčních prvcích a principech činnosti, plní identické funkce.

Spouštěč elektronického typu

Procesy probíhající v systému kontaktů startérů nejsou řízené. Kromě toho má na jejich fungování významný vliv teplotní režim okolí.

Například při teplotě pod 0 °C se rychlost zahřívání elektrod zpomaluje, a proto zařízení bude potřebovat více času na zapálení světla.

Také při zahřátí se kontakty mohou připájet k sobě, což vede k přehřátí a zničení spirál lampy, tj. k jejímu poškození.

Většina modelů elektronických předřadníků pro zářivky je vyrobena na bázi integrovaného obvodu UBA 2000T. Tento typ zařízení umožňuje eliminovat přehřívání elektrod, čímž se výrazně prodlužuje provozní životnost kontaktů lampy a tím i doba jejího provozu.

I správně fungující zařízení se časem opotřebovávají. Děle udržují žhavení kontaktů lampy, čímž snižují její životnost.

Právě pro odstranění těchto nedostatků byly v polovodičové mikroelektronice startérů použity složité konstrukce s integrovanými obvody. Umožňují omezit počet cyklů procesu simulace sepnutí elektrod startéru.

U většiny vzorků dostupných na trhu je obvodové uspořádání elektronického startéru složeno ze dvou funkčních bloků:

• řídicího obvodu;
• vysokonapěťového spínacího bloku.

Jako příklad lze uvést integrovaný obvod elektronického zapalování UBA2000T od společnosti PHILIPS a vysokonapěťový tyristor TN22 od společnosti STMicroelectronics.

Princip činnosti elektronického startéru je založen na rozpojování obvodu pomocí zahřívání. Některé vzorky mají významnou výhodu – možnost režimu čekajícího zapálení.

Tímto způsobem dochází k rozpojování elektrod v potřebné fázi napětí a za podmínky optimálních teplotních parametrů zahřívání kontaktů.

Polovodičové prvky elektronického předřadníku musí svými klíčovými provozními parametry odpovídat, konkrétně poměru hodnoty výkonu a napětí sítě připojeného světelného zařízení.

Důležité je, že při poruchách lampy a neúspěšných pokusech o její spuštění se tento typ mechanismu vypne, pokud jejich počet (pokusů) dosáhne 7. Proto nemůže být řeč o předčasném selhání elektronického startéru.

Jakmile dojde k výměně žárovky za funkční, zařízení bude schopno obnovit proces spouštění zářivky. Jedinou nevýhodou této modifikace je vysoká cena.

V obvodu se startérem lze jako dodatečnou metodu snížení rádiového rušení použít symetrické tlumivky s vinutím rozděleným na identické úseky se stejným počtem závitů navinutých na společné jádro.

V současné době mají vyráběné předřadníky skládanou tyčovou konstrukci. Magnetický drát se vysekává z ocelových plechů. Tyto tlumivky mají zpravidla dvě symetrická vinutí.

Všechny oblasti cívky jsou zapojeny sériově s jedním z kontaktů lampy. Při zapnutí budou obě jeho elektrody pracovat za stejných technických podmínek, čímž se sníží úroveň rušení.

Tepelný typ spouštěče

Klíčovou odlišující charakteristikou tepelných startérů je dlouhá doba startu zářivek. Tento mechanismus během provozu spotřebovává mnoho elektřiny, což negativně ovlivňuje jeho energetickou náročnost.

Tepelný startér se také nazývá termobimetalický. Ohřev kontaktů probíhá se zpožděním, což má příznivý vliv na provoz osvětlovacího zařízení v prostředí s nízkou teplotou.

Tento typ se obvykle používá v podmínkách nízkých teplot. Pracovní algoritmus se výrazně liší od analogů jiných typů.

V případě výpadku napájení jsou elektrody zařízení v sepnutém stavu, při přivedení napětí vzniká impuls s vysokým napětím.

Mechanismus doutnavého výboje

Startovací mechanismy založené na principu doutnavého výboje mají ve své konstrukci bimetalové elektrody.

Jsou vyrobeny z kovových slitin s různými koeficienty lineární roztažnosti při zahřívání desky.

Nevýhodou zapalovače s doutnavým výbojem je nízká úroveň napěťového impulsu, což způsobuje nedostatečnou spolehlivost zapálení zářivek.

Možnost zapálení lampy je dána dobou předchozího ohřevu katod a hodnotami proudu protékajícího osvětlovacím zařízením v okamžiku rozpojení obvodu kontaktů startéru.

Pokud startér při prvním pokusu nerozsvítí lampu, bude automaticky opakovat pokusy, dokud se lampa nerozsvítí.

Proto se tato zařízení nepoužívají při nízkých teplotách nebo v nepříznivém klimatu, například při vysoké vlhkosti.

Pokud není zajištěna optimální úroveň ohřevu kontaktního systému, lampa bude trávit mnoho času zapalováním nebo bude poškozena. Podle norem GOST nesmí doba zapalování startéru přesáhnout 10 sekund.

Startovací přístroje vykonávající své funkce pomocí tepelného principu nebo doutnavého výboje jsou povinně vybaveny přídavným zařízením – kondenzátorem.

Role kondenzátoru v obvodu

Jak již bylo uvedeno dříve, kondenzátor je umístěn v krytu zařízení paralelně k jeho katodám.

Tento prvek řeší dva klíčové úkoly:

1. Snižuje úroveň elektromagnetického rušení vznikajícího v rádiovém pásmu. Vzniká v důsledku kontaktu systému elektrod startéru a lampy.
2. Ovlivňuje proces zapalování zářivky.

Takový dodatečný mechanismus snižuje velikost impulsního napětí vytvořeného při rozpojení katod startéru a prodlužuje jeho trvání.

Kondenzátor snižuje pravděpodobnost slepení kontaktů. Pokud zařízení není vybaveno kondenzátorem, napětí na lampě se poměrně rychle zvyšuje a může dosáhnout několika tisíc voltů. Tyto podmínky snižují spolehlivost zapálení lampy.

Protože použití potlačovacího zařízení neumožňuje dosáhnout úplného odstranění elektromagnetického rušení, jsou na vstup obvodu zavedeny dva kondenzátory, jejichž celková kapacita činí nejméně 0,016 µF. Jsou zapojeny sériově s uzemněním středního bodu.

Hlavní nevýhody spouštěčů

Hlavní nevýhodou startérů je nespolehlivost konstrukce. Selhání startovacího mechanismu vyvolá falešný start – objeví se několik záblesků světla před dosažením plného světelného toku. Takové poruchy snižují životnost wolframových vláken lampy.

Startovací přístroje způsobují značné ztráty energie a snižují účinnost zařízení lampy. Mezi nedostatky patří také závislost na napětí a značný rozptyl doby sepnutí elektrod.

U zářivek se časem zvyšuje pracovní napětí, zatímco u startéru naopak čím vyšší životnost, tím nižší je zapalovací napětí doutnavého výboje. Z toho vyplývá, že rozsvícená lampa může vyvolat jeho sepnutí, což způsobí zhasnutí světla.

Rozepnuté kontakty startéru znovu zapálí světlo. Všechny tyto procesy probíhají ve zlomcích sekundy a uživatel může pozorovat pouze blikání.

Pulzující efekt dráždí sítnici oka a také vede k přehřívání tlumivky, snižování její životnosti a k poruše lampy.

Stejné negativní důsledky očekávají i výrazný rozptyl času kontaktního systému. Ten často nestačí k úplnému předehřátí katod lampy.

V důsledku toho se zařízení rozsvítí až po sérii pokusů, které jsou doprovázeny prodlouženou dobou přechodových procesů.

Pokud je startér zapojen do obvodu jednolampového schématu, v tomto případě není možné snížit světelnou pulzaci.

Aby se snížil negativní efekt, doporučuje se používat taková schémata pouze v místnostech, kde jsou použity skupiny lamp (2-3 kusy), které je nutné zapojit do různých fází třífázového obvodu.

Dešifrování označení na obalu

Neexistuje obecně uznávaná zkratka pro modely startérů domácí a zahraniční výroby. Proto se podíváme na základy označení jednotlivě.

Dekódování hodnoty 90S-220 vypadá takto: startér pracující se zářivkami o výkonu 90 W a jmenovitém napětí 220 V (+)

Podle GOSTu vypadá dekódování alfanumerických hodnot [XX][S]-[XXX] nanesených na těle přístroje následovně:

• [XX] – číslice udávající výkon světelně reprodukčního mechanismu: 60 W, 90 W nebo 120 W;
• [S] – startér;
• [XXX] – napětí používané pro provoz: 127 V nebo 220 V.

Pro realizaci zapalování lamp vydávají zahraniční vývojáři zařízení s různými označeními.

Elektronický formát je vyráběn mnoha firmami.

Nejznámější na domácím trhu – Philips, vyrábějící startéry těchto typů:

• S2 jsou určeny pro výkon 4-22 W;
• S10 – 4-65 W.

Firma OSRAM je zaměřena na výrobu startérů jak pro jednotlivé připojení osvětlovacích zařízení, tak pro sériové. V prvním případě jde o označení S11 s omezením výkonu 4-80 W, ST111 – 4-65 W. A ve druhém, například ST151 – 4-22 W.

Vyráběné modely startérů jsou k dispozici v širokém sortimentu. Klíčové parametry zohledňované při výběru – odpovídající hodnoty charakteristikám zářivek.

Na co se dívat při výběru?

Při výběru startovacího mechanismu není dostatečné spoléhat se pouze na jméno vývojáře a cenové rozpětí, i když i tyto faktory by měly být zohledněny, protože ukazují na kvalitu přístroje.

V tomto případě vítězí spolehlivé přístroje, které se v praxi osvědčily. Stojí za to věnovat pozornost těmto firmám: Philips, Sylvania a OSRAM.

Startér FS-11 značky Sylvania. Je určen pro zářivky o výkonu 4-65 W. Může být použit v síti střídavého proudu. Pracuje na principu doutnavého výboje.

Za nejdůležitější provozní parametry spouštěče jsou považovány tyto technické vlastnosti:

1. Zapalovací proud. Tento údaj musí být vyšší než provozní napětí lampy, ale nesmí být nižší než napětí napájecí sítě.
2. Základní napětí. Při zapojení do jednolampového schématu se používá přístroj na 220 V, pro dvoulampové – na 127 V.
3. Úroveň výkonu.
4. Kvalita pouzdra a jeho ohnivzdornost.
5. Provozní životnost. Při standardních podmínkách použití musí startér vydržet nejméně 6000 zapnutí.
6. Doba ohřevu katod.
7. Typ použitého kondenzátoru.

Rovněž je nutné zohlednit induktivní odpor cívky a usměrňovací koeficient, který odpovídá za poměr zpětného odporu k přímému při stejnosměrném napětí.

Další informace o zařízení, provozu a připojení předřadného mechanismu zářivek jsou uvedeny v tomto článku.

Závěry a užitečné video k tématu

Pomoc při výběru potřebného předřadníku pro zářivku:

Startér pro zářivková zařízení: základy označování a konstrukční uspořádání přístroje:

Teoreticky je doba provozu startéru ekvivalentní životnosti lampy, kterou zapaluje. Nicméně je třeba vzít v úvahu, že s časem intenzita napětí doutnavého výboje klesá, což se odráží na provozu zářivkového zařízení.

Nicméně výrobci doporučují současně vyměnit startér i lampu. Pro pořízení potřebné modifikace je nejprve vhodné prostudovat základní parametry zařízení.

Podělte se se čtenáři o své zkušenosti s výběrem startéru pro zářivky. Prosím, zanechte komentáře, ptejte se k tématu článku a zapojte se do diskusí – formulář pro zpětnou vazbu se nachází níže.