형광등이란?
형광등은 가스 내부의 자유 전자와 이온의 흐름으로 인해 빛이 생성되는 램프입니다. 일반적인 형광등은 형광체로 코팅 된 유리관으로 구성되며 각 끝에 한 쌍의 전극이 있습니다. 일반적으로 도체 역할을하며 수은 액체로 구성된 불활성 가스로 채워져 있습니다.
형광등
형광등은 어떻게 작동합니까?
전기가 전극을 통해 튜브에 공급되면 전류는 자유 전자와 이온의 형태로 가스 전도체를 통과하여 수은을 증발시킵니다. 전자가 수은의 기체 원자와 충돌하면 더 높은 수준으로 점프하는 자유 전자를 내보내고 원래 수준으로 떨어지면 빛의 광자가 방출됩니다. 이 방출 된 빛 에너지는 인간에게 보이지 않는 자외선의 형태입니다. 이 빛이 튜브에 코팅 된 형광체에 닿으면 형광체의 전자를 더 높은 수준으로 여기시키고이 전자가 원래 수준으로 떨어지면 광자가 방출되고이 빛 에너지는 이제 가시광 선의 형태가됩니다.
형광등 시작
형광등에서 전류는 전자가 음의 끝에서 양의 끝으로 단순히 흐르는 고체 도체 대신 기체 도체를 통해 흐릅니다. 가스를 통해 전하의 흐름을 허용하려면 풍부한 자유 전자와 이온이 필요합니다. 일반적으로 가스에는 자유 전자와 이온이 거의 없습니다. 이러한 이유로 가스에 더 많은 자유 전자를 도입하기 위해서는 특별한 시작 메커니즘이 필요합니다.
형광등을위한 두 가지 시작 메커니즘
1. 방법 중 하나는 스타터 스위치와 자기 안정기를 사용하여 램프에 AC 전류 흐름을 제공하는 것입니다. 스타터 스위치는 램프를 예열하는 데 필요하므로 램프의 전극에서 전자를 생성하는 데 훨씬 적은 양의 전압이 필요합니다. 안정기는 램프를 통해 흐르는 전류의 양을 제한하는 데 사용됩니다. 스타터 스위치와 안정기가 없으면 많은 양의 전류가 램프에 직접 흐르게되어 램프의 저항이 감소하고 결국 램프가 가열되어 파손됩니다.
자기 안정기와 스타터 스위치를 사용하는 형광등
사용되는 스타터 스위치는 전구를 통해 전류가 흐를 때 그 사이에 전기 아크가 형성되도록 두 개의 전극으로 구성된 일반적인 전구입니다. 사용되는 안정기는 변압기 코일로 구성된 자기 안정기입니다. AC 전류가 코일을 통과하면 자기장이 생성됩니다. 전류가 증가함에 따라 자기장이 증가하고 이것은 결국 전류의 흐름에 반대합니다. 따라서 AC 전류가 제한됩니다.
“논리 게이트 진리표도 ”
처음에는 AC 신호의 각 반주기마다 전류가 안정기 (코일)를 통해 흐르고 주변에 자기장이 발생합니다. 이 전류는 튜브의 필라멘트를 통과하면서 천천히 가열되어 자유 전자를 생성합니다. 전류가 필라멘트를 통해 전구의 전극 (스타터 스위치로 사용됨)으로 전달되면 전구의 두 전극 사이에 전기 아크가 형성됩니다. 전극 중 하나가 바이메탈 스트립이므로 가열되면 구부러지고 결국 아크가 완전히 제거되고 스타터를 통해 전류가 흐르지 않으므로 개방 스위치 역할을합니다. 이것은 코일을 가로 지르는 자기장의 붕괴를 일으켜 결과적으로 램프를 가열하는 데 필요한 트리거링을 제공하는 고전압이 생성되어 불활성 가스를 통해 적절한 양의 자유 전자를 생성하고 결국 램프가 빛납니다.
자기 식 안정기가 편리하지 않은 6 가지 이유
- 전력 소비는 약 55W로 상당히 높습니다.
- 그들은 크고 무겁습니다
- 낮은 주파수에서 작동 할 때 깜박임을 유발합니다.
- 그들은 더 이상 지속되지 않습니다.
- 손실은 약 13 ~ 15 와트입니다.
2. 전자식 안정기를 사용하여 형광등 시작
전자식 안정기는 자기 식 안정기와 달리 라인 주파수를 약 50Hz에서 20KHz로 높인 후 램프에 AC 전류를 제공합니다.
형광등을 시작하는 전자식 안정기
일반적인 전자식 안정기 회로는 AC 신호를 DC로 정류하고 AC 리플을 필터링하여 DC 전력을 생성하는 브리지와 커패시터로 구성된 AC-DC 변환기로 구성됩니다. 이 DC 전압은 스위치 세트를 사용하여 고주파 AC 구형파 전압으로 변환됩니다. 이 전압은 공진 LC 탱크 회로를 구동하여 램프에 적용되는 필터링 된 사인파 AC 신호를 생성합니다. 전류가 고주파로 램프를 통과하면 탱크 회로와 병렬 RC 회로를 형성하는 저항 역할을합니다. 처음에 스위치의 스위칭 주파수는 제어 회로를 사용하여 감소되어 램프가 예열되어 램프 양단의 전압이 증가합니다. 결국 램프 전압이 충분히 증가하면 점화되어 빛을 내기 시작합니다. 램프를 통해 전류의 양을 감지하고 이에 따라 스위칭 주파수를 조정할 수있는 전류 감지 장치가 있습니다.
전자식 안정기가 더 선호되는 6 가지 이유
- 전력 소비량이 40W 미만입니다.
- 손실은 미미합니다.
- 플리커 제거
- 그들은 더 가볍고 장소에 더 잘 맞습니다.
- 오래 지속됩니다
형광등과 관련된 일반적인 응용 분야 – 자동 전환 조명
여기에 유용한 홈 서킷이 있습니다. 이 자동 조명 시스템은 집에 설치하여 CFL 또는 형광등을 사용하여 건물을 비출 수 있습니다. 램프는 오후 6 시경에 자동으로 켜지고 아침에 꺼집니다. 따라서이 스위치리스 회로는 수감자가 집에없는 경우에도 집 안을 밝히는 데 매우 유용합니다. 일반적으로 LDR 기반 자동 조명은 새벽이나 황혼에 빛의 강도가 변할 때 깜박입니다. 따라서 CFL은 이러한 회로에서 사용할 수 없습니다. Triac 제어 자동 조명에서는 깜박임이 CFL 내부 회로를 손상시킬 수 있으므로 백열 전구 만 사용할 수 있습니다. 이 회로는 이러한 모든 단점을 극복하고 사전 설정된 조명 수준이 변경되면 즉시 켜고 끕니다.
어떻게 작동합니까?
IC1 (NE555)은 회로에서 쌍 안정 동작을 얻기 위해 Schmitt 트리거로 사용되는 인기있는 타이머 IC입니다. IC의 설정 및 재설정 활동은 램프를 켜고 끄는 데 사용됩니다. IC 내부에는 두 개의 비교기가 있습니다. 상위 임계 값 비교기는 2/3 Vcc에서 트립되고 하위 트리거 비교기는 1/3 Vcc에서 트립됩니다. 이 두 비교기의 입력은 함께 묶여 있고 LDR과 VR1의 교차점에서 연결됩니다. 따라서 LDR이 입력에 제공하는 전압은 빛의 강도에 따라 달라집니다.
LDR은 일종의 가변 저항이며 저항은 빛의 강도에 따라 달라집니다. 어둠 속에서 LDR은 10Meg Ohm만큼 높은 저항을 제공하지만 밝은 빛에서는 100 Ohms 이하로 감소합니다. 따라서 LDR은 자동 조명 시스템에 이상적인 광 센서입니다.
낮 시간 동안 LDR은 저항이 적고 전류가 IC의 임계 값 (Pin6) 및 트리거 (pin2) 입력으로 흐릅니다. 결과적으로 임계 값 입력의 전압이 2/3 Vcc를 초과하여 내부 플립 플롭을 재설정하고 출력은 낮게 유지됩니다. 동시에 트리거 입력은 1 / 3Vcc 이상입니다. 두 조건 모두 낮 시간 동안 IC1의 출력을 낮게 유지합니다. 릴레이 드라이버 트랜지스터는 IC1의 출력에 연결되어있어 낮 시간 동안 릴레이에 전원이 공급되지 않습니다.
자동 스위칭 조명 회로도
일몰시 LDR의 저항이 증가하고이를 통해 흐르는 전류의 양이 중단됩니다. 그 결과 임계 값 비교기 입력 (pin6)의 전압은 2 / 3Vcc 아래로 떨어지고 트리거 비교기 입력 (pin2)의 전압은 1 / 3Vcc 미만으로 떨어집니다. 이 두 조건 모두 비교기의 출력이 높아져 플립 플롭을 설정합니다. 이것은 IC1의 출력을 높은 상태와 T1 트리거로 변경합니다. LED는 IC1의 높은 출력을 나타냅니다. T1이 전도되면 릴레이는 릴레이의 Common (Comm) 및 NO (Normally Open) 접점을 통해 램프 회로에 전원을 공급하고 완료합니다. 이 상태는 아침까지 계속되며 LDR이 다시 빛에 노출되면 IC가 재설정됩니다.
커패시터 C3은 릴레이의 깨끗한 스위칭을 위해 T1의베이스에 추가됩니다. 다이오드 D3는 T1이 꺼질 때 후면 e.m.f로부터 T1을 보호합니다.
설정하는 방법?
회로를 일반 PCB에 조립하고 충격 방지 케이스에 넣습니다. 플러그 인 유형 어댑터 상자는 변압기와 회로를 둘러싸는 데 좋은 선택입니다. 낮 시간 동안 햇빛이 비치는 곳에 장치를 배치하십시오. 릴레이를 연결하기 전에 LED 표시등을 사용하여 출력을 확인하십시오. VR1을 조정하여 특정 조명 수준 (예 : 오후 6시)에서 LED를 켭니다. 정상이면 릴레이와 AC 연결을 연결하십시오. 위상 및 중성선은 변압기의 1 차측에서 탭할 수 있습니다. 위상 및 중성선을 가져와 전구 홀더에 연결하십시오. 릴레이 접점의 전류 정격에 따라 원하는 수의 램프를 사용할 수 있습니다. 램프의 빛이 LDR에 떨어지면 안되므로 그에 따라 램프를 배치하십시오.
주의 : 충전시 릴레이 접점에는 230 볼트가 있습니다. 따라서 전원에 연결되어있을 때 회로를 만지지 마십시오. 감전을 방지하려면 릴레이 접점에 좋은 슬 리빙을 사용하십시오.
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