Starter voor tl-lampen: constructie, werkingsprincipe, markering + nuances bij de keuze

De starter voor fluorescentielampen maakt deel uit van de elektromagnetische ballast (EMB) en is bedoeld om de kwiklamp te ontsteken.

Elk model, geproduceerd door een bepaalde fabrikant, heeft verschillende technische specificaties, maar wordt gebruikt voor verlichting die uitsluitend werkt op wisselstroom, met een maximale frequentie van 65 Hz.

Wij nodigen u uit om te begrijpen hoe de starter voor fluorescentielampen is opgebouwd, wat zijn rol is in het verlichtingsapparaat. Daarnaast zullen we de kenmerken van verschillende startapparaten aangeven en uitleggen hoe u het juiste mechanisme kiest.

Hoe is het apparaat opgebouwd?

In principe is de starter vrij eenvoudig. Het element is een kleine gasontladingslamp die bij lage gasdruk en lage stroom een glimontlading kan creëren.

Deze kleine glazen ballon is gevuld met inert gas – een mengsel van helium of neon. Er zijn beweeglijke en vaste elektroden van metaal ingesmolten.

Alle elektrodespiralen van de lamp zijn voorzien van twee aansluitblokken. Een van de aansluitingen van elk contact wordt gebruikt in het circuit van de elektromagnetische ballast. De overige zijn aangesloten op de kathoden van de starter.

De afstand tussen de elektroden van de starter is klein, zodat deze gemakkelijk kan worden doorbroken door de netspanning. Hierbij ontstaat een stroom en worden de elementen in het circuit met een bepaalde weerstand verwarmd. De starter is een van deze elementen.

De constructies van starters voor fluorescentielampen zijn vrijwel identiek: 1 – smoorspoel; 2 – glazen ballon; 3 – kwikdamp; 4 – aansluitklemmen; 5 – elektroden; 6 – behuizing; 7 – bimetaalcontact; 8 – inert gas; 9 – wolfraamgloeidraden van de TL-buis; 10 – kwikdruppel; 11 – boogontlading in de ballon (+)

De ballon is geplaatst in een behuizing van kunststof of metaal die als beschermende omhulling dient. In sommige exemplaren is er bovenop het deksel ook een speciaal kijkgaatje.

Kunststof wordt beschouwd als het meest gevraagde materiaal voor de productie van de blok. De speciale impregneersamenstelling — fosfor — kan de voortdurende invloed van hoge temperaturen weerstaan.

De apparaten worden geproduceerd met een paar pootjes die als contacten fungeren. Ze zijn gemaakt van verschillende soorten metaal.

Afhankelijk van het constructietype kunnen de elektroden symmetrisch beweegbaar of asymmetrisch met één beweegbaar element zijn. Hun aansluitingen gaan door de lamphouder.

Parallel aan de elektroden van de lamp is een condensator aangesloten met een capaciteit van 0,003-0,1 μF. Dit is een belangrijk onderdeel dat het niveau van radiostoring vermindert en ook deelneemt aan het ontstekingsproces van de lamp.

Een verplicht onderdeel in het apparaat is een condensator die in staat is om extra stromen af te vlakken en tegelijkertijd de elektroden van het apparaat te openen, waarbij de boog die tussen de stroomvoerende elementen ontstaat, wordt gedoofd.

Zonder dit mechanisme is er een grote kans op het aan elkaar lassen van contacten bij het ontstaan van een boog, wat de levensduur van de starter aanzienlijk verkort.

In het dagelijks gebruik zijn de meest populaire exemplaren van ballasten met een symmetrisch contactensysteem en een startelektrisch schema. Dergelijke exemplaren worden minder beïnvloed door spanningsdalingen in het elektriciteitsnet.

De juiste werking van de starter wordt bepaald door de spanning van het voedingsnet. Bij een daling van de nominale waarden tot 70-80% kan de tl-lamp mogelijk niet ontsteken, omdat er onvoldoende verwarming van de elektroden zal plaatsvinden.

Bij het selecteren van de juiste starter, rekening houdend met het specifieke model daglichtlamp (fluorescent of TL), is het noodzakelijk om ook de technische specificaties van elk type te analyseren en een keuze te maken voor de fabrikant.

Werkingsprincipe van het apparaat

Na het toepassen van netvoeding op het verlichtingsapparaat, gaat de spanning door de windingen van de TL-smoorspoel en de gloeidraad, gemaakt van wolfraam monokristallen.

Vervolgens wordt het toegevoerd aan de contacten van de starter en ontstaat er een glimontlading tussen hen, waarbij de gloed van het gasmedium wordt geproduceerd door middel van verhitting.

Omdat er nog een contact in het apparaat zit – een bimetaalcontact, reageert het ook op veranderingen en begint het te buigen, waarbij het van vorm verandert. Zo sluit deze elektrode het elektrische circuit tussen de contacten.

De grootte van de door de glimontlading gevormde stroom varieert van 20 tot 50 mA, wat voldoende is om de bimetaalelektrode te verhitten die verantwoordelijk is voor het sluiten van het circuit (+).

De in het elektrische circuit van het tl-apparaat gevormde gesloten lus geleidt stroom door zichzelf en verhit de wolfraamdraden, die op hun beurt elektronen beginnen uit te zenden vanaf hun verhitte oppervlak.

Op deze manier wordt thermionische emissie gevormd. Tegelijkertijd wordt de verhitting van kwikdamp in de buis gereproduceerd.

De gevormde elektronenstroom draagt bij aan een verlaging van de spanning die vanuit het net op de contacten van de starter wordt toegepast, ongeveer met de helft. De mate van glimontlading begint te dalen samen met de temperatuur van de gloeidraad.

De bimetaalplaat vermindert zijn mate van vervorming, waardoor de keten tussen anode en kathode wordt verbroken. De stroomdoorgang door dit gedeelte stopt.

Een verandering van de waarden ervan veroorzaakt in de smoorspoel, in het geleidende circuit, het ontstaan van een elektromotorische inductiekracht.

Het bimetaalcontact reageert onmiddellijk met het produceren van een kortstondige ontlading in de aangesloten schakeling: tussen de wolfraamgloeidraden van de TL-lamp.

De waarde ervan bereikt enkele kilovolts, wat voldoende is om de inerte gasomgeving met verwarmde kwikdamp te doorbreken. Tussen de uiteinden van de lamp ontstaat een elektrische boog die ultraviolette straling produceert.

Aangezien een dergelijk lichtspectrum niet zichtbaar is voor de mens, bevat de lampconstructie een fosforlaag die ultraviolet absorbeert. Uiteindelijk wordt een standaard lichtstroom zichtbaar.

Bij verandering van de stroom in het circuit of bij volledige stopzetting ervan, treden er proportionele veranderingen op van de magnetische flux door het oppervlak van de plaat, wat dit circuit begrenst en leidt tot opwekking van een EMK van zelfinductie in deze schakeling.

De spanning over de starter, die parallel aan de lamp is aangesloten, is echter niet voldoende om een glimontlading te vormen; bijgevolg blijven de elektroden in een open positie tijdens de verlichting van de daglichtlamp. Verder wordt de starter niet gebruikt in het werkende circuit.

Aangezien de stroomwaarden na het produceren van licht moeten worden beperkt, wordt in het circuit een elektromagnetische ballast opgenomen. Dankzij zijn inductieve weerstand fungeert deze als een begrenzend apparaat dat schade aan de lamp voorkomt.

Soorten starters voor fluorescentielampen

Afhankelijk van het werkingsalgoritme worden startapparaten onderverdeeld in drie hoofdtypen: elektronisch, thermisch en met glimontlading. Hoewel de mechanismen verschillen in constructie-elementen en werkingsprincipes, voeren ze identieke functies uit.

Elektronische starter

De processen die in het contactsysteem van starters plaatsvinden, zijn niet geregeld. Bovendien heeft de omgevingstemperatuur een aanzienlijke invloed op hun werking.

Bij een temperatuur onder 0°C vertraagt de opwarmingssnelheid van de elektroden, waardoor het apparaat meer tijd nodig heeft om het licht te ontsteken.

Ook kunnen de contacten bij verhitting aan elkaar smelten, wat leidt tot oververhitting en vernietiging van de gloeidraden van de lamp, d.w.z. beschadiging ervan.

De meeste modellen van elektronische voorschakelapparaten voor TL-lampen zijn gebaseerd op de UBA 2000T-chip. Dit type apparaat elimineert oververhitting van de elektroden, waardoor de levensduur van de lampcontacten aanzienlijk wordt verlengd, en daarmee ook de gebruiksduur.

Zelfs correct functionerende apparaten hebben de neiging om na verloop van tijd te verslijten. Ze behouden de gloei van de lampcontacten langer, waardoor de operationele levensduur ervan wordt verkort.

Om dit soort tekortkomingen te verhelpen, werden in de halfgeleidermicro-elektronica van starters complexe constructies met microchips gebruikt. Ze maken het mogelijk om het aantal cycli van het simuleren van het sluiten van de starterelektroden te beperken.

In de meeste op de markt verkrijgbare modellen bestaat het schakelingsontwerp van de elektronische starter uit twee functionele eenheden:

• een stuurschakeling;
• een hoogspanningsschakeleenheid.

Als voorbeeld kunnen we de elektronische ontstekingschip UBA2000T van PHILIPS en de hoogspanningsthyristor TN22 van STMicroelectronics noemen.

Het werkingsprincipe van de elektronische starter is gebaseerd op het verbreken van de stroomkring door middel van verwarming. Sommige modellen hebben een aanzienlijk voordeel: een stand-by ontstekingsmodus.

Zo vindt het verbreken van de elektroden plaats in de vereiste spanningsfase en onder optimale temperatuurcondities van de contactverwarming.

De halfgeleiderelementen van het elektronische voorschakelapparaat moeten overeenkomen met de belangrijkste werkingskenmerken, namelijk de verhouding van het vermogen en de netspanning van het aangesloten verlichtingsapparaat.

Het is belangrijk dat dit type mechanisme wordt uitgeschakeld bij defecten aan de lamp en mislukte startpogingen, wanneer het aantal pogingen 7 bereikt. Daarom kan er geen sprake zijn van voortijdige uitval van de elektronische starter.

Zodra de lamp is vervangen door een werkende, kan het apparaat het startproces van de TL-lamp hervatten. Het enige nadeel van deze modificatie is de hoge prijs.

In de schakeling met een starter kunnen als extra methode voor het verminderen van radiostoringen symmetrische smoorspoelen worden gebruikt met een wikkeling die is verdeeld in identieke secties met een gelijk aantal windingen op een gemeenschappelijk onderdeel: de kern.

Tegenwoordig hebben de geproduceerde voorschakelapparaten een modulaire staafconstructie. Het magnetische draad wordt uit stalen platen gestanst. Meestal hebben dergelijke smoorspoelen twee symmetrische wikkelingen.

Alle spoelgebieden zijn in serie verbonden met een van de lampcontacten. Bij inschakeling zullen beide elektroden onder dezelfde technische omstandigheden werken, waardoor de mate van interferentie wordt verminderd.

Thermische starter

Een belangrijk onderscheidend kenmerk van thermische starters is de lange startperiode van TL-lampen. Dit mechanisme verbruikt tijdens de werking veel elektriciteit, wat een negatieve invloed heeft op de energieverbruikseigenschappen.

Een thermische starter wordt ook wel een thermobimetaalstarter genoemd. De opwarming van de contacten vindt vertraagd plaats, wat een gunstig effect heeft op de werking van het verlichtingsapparaat in een omgeving met lage temperaturen.

In de regel wordt dit type gebruikt bij lage temperaturen. Het werkingsalgoritme verschilt aanzienlijk van die van andere typen.

Bij het uitschakelen van de voeding bevinden de elektroden van het apparaat zich in een gesloten toestand; bij het inschakelen wordt een hoogspanningspuls gegenereerd.

Glimontladingsstarter

Startmechanismen die gebaseerd zijn op het principe van gloei-ontlading hebben bimetaalelektroden in hun constructie.

Ze zijn gemaakt van metaallegeringen met verschillende lineaire uitzettingscoëfficiënten bij verhitting van de plaat.

Een nadeel van de gloei-ontladingsstarter is het lage niveau van de spanningspuls, waardoor er onvoldoende betrouwbaarheid is bij het ontsteken van TL-lampen.

De mogelijkheid om de lamp te ontsteken wordt bepaald door de duur van de voorafgaande verhitting van de kathoden en de stroomwaarden die door het verlichtingsapparaat vloeien op het moment dat het contactcircuit van de starter wordt geopend.

Als de starter bij de eerste poging de lamp niet ontsteken, zal hij automatisch pogingen herhalen totdat de lamp oplicht.

Daarom worden dergelijke apparaten niet gebruikt bij lage temperaturen of ongunstige klimaten, zoals een hoge luchtvochtigheid.

Als het optimale verwarmingsniveau van het contactsysteem niet wordt gegarandeerd, zal de lamp veel tijd nodig hebben om te ontsteken of zal hij uitvallen. Volgens GOST-normen mag de tijd die de starter nodig heeft om te ontsteken niet meer dan 10 seconden bedragen.

Startapparaten die hun functie vervullen via het thermische principe of gloei-ontlading, worden standaard uitgerust met een extra apparaat: een condensator.

De rol van de condensator in het circuit

Zoals eerder vermeld, bevindt de condensator zich in de behuizing van het apparaat parallel aan de kathoden.

Dit onderdeel vervult twee hoofdtaken:

1. Het vermindert de mate van elektromagnetische interferentie in het radiogolfbereik. Deze ontstaan door het contact van het elektrodesysteem van de starter en de door de lamp gegenereerde.
2. Het beïnvloedt het ontstekingsproces van de fluorescentielamp.

Een dergelijk extra mechanisme verlaagt de grootte van de spanningspuls die wordt gevormd bij het openen van de starterkathoden en verlengt de duur ervan.

De condensator vermindert de kans dat contacten aan elkaar plakken. Als er in het apparaat geen condensator is voorzien, neemt de spanning op de lamp vrij snel toe en kan deze oplopen tot enkele duizenden volts. Dergelijke omstandigheden verminderen de betrouwbaarheid van het ontsteken van de lampen.

Aangezien het gebruik van een onderdrukkingsapparaat niet in staat is om elektromagnetische storingen volledig te neutraliseren, worden aan de ingang van het circuit twee condensatoren toegevoegd, waarvan de totale capaciteit ten minste 0,016 µF bedraagt. Ze worden in serie geschakeld met aarding van het middelpunt.

Belangrijkste nadelen van starters

Het grootste nadeel van starters is de onbetrouwbaarheid van de constructie. Het falen van het startmechanisme veroorzaakt een valse start – er zijn enkele lichtflitsen zichtbaar voordat de volledige lichtstroom begint. Dergelijke problemen verminderen de levensduur van de wolfraamdraden van de lamp.

Startapparaten veroorzaken aanzienlijke energieverliezen en verlagen het rendement van de lampinrichting. Tot de nadelen behoren ook de spanningsafhankelijkheid en de grote spreiding van de inschakeltijd van de elektroden.

Bij tl-lampen neemt de bedrijfsspanning na verloop van tijd toe, terwijl bij de starter juist geldt: hoe langer de levensduur, hoe lager de ontsteekspanning van de glimontlading. Het gevolg is dat een ingeschakelde lamp het inschakelen van de starter kan veroorzaken, waardoor het licht uitgaat.

De geopende contacten van de starter steken het licht opnieuw aan. Al deze processen vinden plaats in fracties van seconden en de gebruiker ziet alleen flikkeringen.

Het pulserende effect veroorzaakt irritatie van het netvlies en leidt ook tot oververhitting van de ballast, vermindering van de levensduur en uitval van de lamp.

Soortgelijke negatieve gevolgen worden ook verwacht bij een grote spreiding van de schakeltijd van het contactsysteem. Deze is vaak onvoldoende voor een volledige voorverwarming van de lampkathoden.

Uiteindelijk gaat het apparaat branden na een reeks pogingen, die gepaard gaan met een langere duur van de overgangsprocessen.

Als de starter in een éénglampige schakeling is aangesloten, is er in dat geval geen mogelijkheid om de lichtpulsatie te verminderen.

Om het negatieve effect te verminderen, wordt aanbevolen dergelijke schakelingen alleen te gebruiken in ruimtes waar groepen lampen (2-3 stuks) worden toegepast, die in verschillende fasen van een driefasig circuit moeten worden ingeschakeld.

Uitleg van de markeringwaarden

Er bestaat geen algemeen aanvaarde afkorting voor modellen starters van binnenlandse en buitenlandse productie. Daarom worden de basis van de aanduidingen afzonderlijk behandeld.

De decodering van de waarde 90C-220 is als volgt: een starter die werkt met tl-lampen met een vermogen van 90 W en een nominale spanning van 220 V (+).

Volgens GOST is de decodering van de alfanumerieke waarden [XX][C]-[XXX] die op de behuizing van het apparaat zijn aangebracht, als volgt:

• [XX] – cijfers die het vermogen van het lichtproducerende mechanisme aangeven: 60 W, 90 W of 120 W;
• [S] – starter;
• [XXX] – spanning gebruikt voor de werking: 127 V of 220 V.

Buitenlandse ontwikkelaars brengen apparaten met verschillende aanduidingen uit om de ontsteking van lampen te realiseren.

De elektronische vormfactor wordt door vele fabrikanten geproduceerd.

De bekendste op de binnenlandse markt is Philips, die starters van de volgende typen produceert:

• S2 is ontworpen voor een vermogen van 4-22 W;
• S10 – 4-65 W.

Het bedrijf OSRAM is gericht op de productie van starters zowel voor enkelvoudige aansluiting van verlichtingsapparaten als voor serieaansluiting. In het eerste geval is dat de markering S11 met een vermogensbeperking van 4-80 W, ST111 – 4-65 W. En in het tweede geval bijvoorbeeld ST151 – 4-22 W.

De geproduceerde startmodellen worden in een breed assortiment aangeboden. De belangrijkste parameters die bij de selectie in overweging worden genomen, zijn overeenkomende waarden van de eigenschappen van fluorescentielampen.

Waar moet u op letten bij het kiezen?

Bij het kiezen van een startmechanisme is het niet voldoende om alleen af te gaan op de naam van de fabrikant en de prijsklasse, hoewel ook deze factoren moeten worden overwogen, omdat ze de kwaliteit van het apparaat aangeven.

In dit geval winnen betrouwbare apparaten die in de praktijk positief zijn gebleken. Het is de moeite waard om op de volgende bedrijven te letten: Philips, Sylvania en OSRAM.

Starter FS-11 van het merk Sylvania. Geschikt voor daglichtlampen met een vermogen van 4-65 W. Kan worden gebruikt in wisselstroomnetten. Werkt volgens het principe van glimontlading.

De meest essentiële operationele parameters van de starter worden beschouwd als de volgende technische kenmerken:

1. Ontsteekstroom. Deze waarde moet hoger zijn dan de bedrijfsspanning van de lamp, maar niet lager dan de voedingsspanning.
2. Basisspanning. Bij aansluiting in een enkellampcircuit wordt een apparaat van 220 V gebruikt, bij een tweelampcircuit – 127 V.
3. Vermogensniveau.
4. Kwaliteit van de behuizing en zijn brandwerendheid.
5. Levensduur. Bij standaard gebruiksomstandigheden moet de starter ten minste 6000 inschakelingen weerstaan.
6. Duur van de opwarming van de kathodes.
7. Type gebruikte condensator.

Ook moet rekening worden gehouden met de inductieve tegenwerking van de spoel en de gelijkrichtfactor, die verantwoordelijk is voor de verhouding van de achterwaartse weerstand tot de voorwaartse weerstand bij gelijkspanning.

Aanvullende informatie over de constructie, werking en aansluiting van het voorschakelapparaat van fluorescentielampen wordt gepresenteerd in dit artikel.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hulp bij het selecteren van de benodigde ballast voor een daglichtlamp:

Starter voor fluorescentieapparaten: basis van markering en constructieve opbouw van het apparaat:

Theoretisch is de werktijd van de starter gelijk aan de levensduur van de lamp die hij ontstekt. Niettemin moet u er rekening mee houden dat in de loop van de tijd de intensiteit van de glimontladingsspanning afneemt, wat de werking van het fluorescentieapparaat beïnvloedt.

Fabrikanten raden echter aan om zowel de starter als de lamp tegelijkertijd te vervangen. Om de juiste modificatie aan te schaffen, is het zaak om eerst de belangrijkste specificaties van de apparaten te bestuderen.

Deel uw ervaring met het kiezen van een starter voor tl-lampen met de lezers. Laat alstublieft reacties achter, stel vragen over het onderwerp van het artikel en neem deel aan de discussies – het feedbackformulier vindt u hieronder.