9990200072

20* B 2 Przyrządy i układy mocy - Ćwiczenie 58. Tranzystory BJT (4.8.0)

2.4. Stateczniki elektroniczne

2.4. a. Zalety

Prace nad usunięciem wymienionych w par. 2.2.e wad stateczników magnetycznych doprowadziły do opracowania stateczników elektronicznych, które na skalę przemysłową zaczęły być produkowane w latach 1990. Ich liczne zalety spowodowały znaczące poszerzenie obszaru aplikacji niskociśnieniowych lamp fluorescencyjnych, które wcześniej stosowane były prawie wyłącznie w obiektach przemysłowych i użyteczności publicznej.

Stateczniki elektroniczne zapewniają pracę lamp z częstotliwością dużo wyższą niż tradycyjne -rzędu 10 kHz. Płynie stąd szereg korzyści:

— całkowita eliminacja migotania lampy, gdyż bezwładność luku elektrycznego jest dużo większa niż okres pracy statecznika, w wyniku czego pali się on ciągle;

— zwiększenie sprawności świetlnej, wynikające głównie z ciągłości jarzenia (por. rys.

3);

— miniaturyzacja układu (rozmiarów i wagi) dzięki mniejszej niezbędnej indukcyjności dławika - jako że przy krótszym pólokresie pracy szybkość narastania prądu może być większa, a prąd i tak nie zdąży osiągnąć w tym czasie niebezpiecznej wartości;

— zwiększenie sprawności energetycznej dzięki zastosowaniu znacznie mniejszego dławika, co powoduje zmniejszenie mocy strat w tym elemencie większe, niż dodatkowe straty wynikające ze wzrostu częstotliwości (głównie straty dynamiczne w elementach półprzewodnikowych);

— eliminacja pisku dzięki lokowaniu częstotliwości pracy poza zakresem słyszalnym.

Dodatkowo stateczniki elektroniczne dają możliwości (nie zawsze wykorzystywane ze względu

na wzrost kosztu urządzenia):

— zasilania ze źródeł napięcia stałego, w tym bateryjnego (dlatego układy te stosuje się m. in. do realizacji oświetlenia awaryjnego);

— wydłużenia czasu życia lampy dzięki optymalizacji przebiegu zapłonu, przede wszystkim poprzez wstępne podgrzanie elektrod (zapłon na ciepło);

— zmiany strumienia świetlnego (wielkości fizycznej potocznie określanej mianem „natężenia światła” lub „jasności lampy”), tj. realizacji funkcji ściemniania;

— poprawy współpracy z siecią zasilającą - zwiększenia współczynnika mocy i zmniejszenia współczynnika zawartości harmonicznych;

— zabezpieczenia statecznika na wypadek awarii lampy - tak, aby nie dopuścić do zniszczenia i konieczności wymiany tego stosunkowo kosztownego układu.

Jak wynika z dwóch ostatnich punktów, stateczniki elektroniczne umożliwiają także (pod warunkiem zastosowania dodatkowych bloków) ograniczenie swoich własnych wad: wprowadzania harmonicznych do sieci zasilającej czy też wysokiego kosztu samego statecznika.

2.4. b. Statecznik elektroniczny jako przekształtnik wielostopniowy

Ogólny schemat blokowy statecznika elektronicznego przedstawia rys. 7. Nie wszystkie jego elementy występują w każdym układzie praktycznym; bloki opcjonalne zostały zaznaczone linią przerywaną. Niektóre z nich mogą być zintegrowane, tj. wykorzystywać te same, wspólne elementy.

Rola poszczególnych bloków funkcjonalnych jest następująca.

1. Filtr zaburzeń elektromagnetycznych - redukuje zaburzenia wprowadzane przez układ do sieci zasilającej, a wynikające z przełączanej pracy falownika.

2. Prostownik dwupołówkowy z filtrem dolnoprzepustowym - zamienia napięcie przemienne na napięcie jednobiegunowe zawierające głównie składową stałą. Filtracja składowej przemiennej nie musi być jednak idealna, tj. napięcie