蛍光灯とは何ですか？

蛍光灯は、ガス内の自由電子とイオンの流れの結果として光が生成されるランプです。典型的な蛍光灯は、蛍光体でコーティングされ、両端に一対の電極を含むガラス管で構成されています。それは、導体として機能し、水銀液体からなる不活性ガス、通常はアルゴンで満たされています。

蛍光灯

“単相配線とは ”

蛍光灯はどのように機能しますか？

電気が電極を介してチューブに供給されると、電流は自由電子とイオンの形でガス導体を通過し、水銀を蒸発させます。電子が水銀のガス状原子と衝突すると、それらはより高いレベルにジャンプする自由電子を放出し、それらが元のレベルに戻ると、光の光子が放出されます。この放出された光エネルギーは紫外線の形であり、人間には見えません。この光がチューブにコーティングされた蛍光体に当たると、蛍光体の電子がより高いレベルに励起され、これらの電子が元のレベルに戻ると、光子が放出され、この光エネルギーは可視光の形になります。

蛍光灯の始動

蛍光灯では、電流は、電子が単に負の端から正の端に流れる固体導体ではなく、ガス状の導体を通って流れます。ガスを介して電荷が流れるようにするには、自由電子とイオンが豊富に存在する必要があります。通常、ガスには自由電子とイオンがほとんどありません。このため、ガスにより多くの自由電子を導入するには、特別な始動メカニズムが必要です。

蛍光灯の2つの始動メカニズム

1.方法の1つは、スタータースイッチと磁気バラストを使用してAC電流をランプに流すことです。スタータースイッチはランプを予熱するために必要であるため、ランプの電極からの電子の生成をトリガーするために必要な電圧はかなり少なくなります。バラストは、ランプを流れる電流の量を制限するために使用されます。スタータースイッチとバラストがないと、大量の電流がランプに直接流れ、ランプの抵抗が減少し、最終的にランプが加熱されて破壊されます。

磁気バラストとスタータースイッチを使用した蛍光灯

使用されるスタータースイッチは、電流が電球を流れるときに電気アークがそれらの間に形成されるように、2つの電極で構成される典型的な電球です。使用するバラストは、トランスコイルからなる磁気バラストです。 AC電流がコイルを通過すると、磁場が発生します。電流が増加すると磁場が増加し、これは最終的に電流の流れに対抗します。したがって、AC電流は制限されます。

最初は、AC信号の半サイクルごとに、電流がバラスト（コイル）を流れ、その周りに磁場が発生します。管のフィラメントを通過する間のこの電流は、自由電子の生成を引き起こすようにそれらをゆっくりと加熱します。電流がフィラメントを通過して電球の電極（スタータースイッチとして使用）に流れると、電球の2つの電極間に電気アークが形成されます。電極の1つはバイメタルストリップであるため、加熱されると曲がり、最終的にアークが完全に排除され、スターターに電流が流れないため、オープンスイッチとして機能します。これにより、コイルの両端の磁場が崩壊し、その結果、高電圧が生成されます。これにより、ランプを加熱するために必要なトリガーが提供され、不活性ガスを介して適切な量の自由電子が生成され、最終的にランプが点灯します。

磁気バラストが便利と見なされない6つの理由？

消費電力は非常に高く、約55ワットです。
彼らは大きくて重い
それらはより低い周波数で動作するため、ちらつきを引き起こします
彼らは長続きしません。
損失は約13〜15ワットです。

2.電子バラストを使用して蛍光灯を始動します

電子バラストは、磁気バラストとは異なり、ライン周波数を約50Hzから20KHzに上げた後、ランプにAC電流を供給します。

蛍光灯を始動するための電子バラスト

典型的な電子バラスト回路は、AC信号をDCに整流し、ACリップルを除去してDC電力を生成するブリッジとコンデンサで構成されるAC-DCコンバータで構成されます。次に、このDC電圧は、一連のスイッチを使用して高周波AC方形波電圧に変換されます。この電圧は、ランプに適用されるフィルタリングされた正弦波AC信号を生成するように共振LCタンク回路を駆動します。電流が高周波でランプを通過するとき、それはタンク回路と並列RC回路を形成する抵抗器として機能します。最初に、スイッチのスイッチング周波数は制御回路を使用して低減され、ランプが予熱され、ランプ両端の電圧が上昇します。最終的に、ランプ電圧が十分に上昇すると、ランプが点火して点灯し始めます。ランプを流れる電流の量を感知し、それに応じてスイッチング周波数を調整することができる電流感知構成があります。

電子バラストがより好まれる6つの理由

消費電力が少なく、40W未満です
損失はごくわずかです
ちらつきがなくなります
それらはより軽く、より場所にフィットします
彼らは長持ちします

蛍光灯を含む典型的なアプリケーション–自動スイッチングライト

これがあなたにとって便利なホームサーキットです。この自動照明システムは、CFLまたは蛍光灯を使用して建物を照らすためにあなたの家に設置することができます。ランプは午後6時頃に自動的に点灯し、午前中に消灯します。したがって、このスイッチレス回路は、囚人が家にいない場合でも、家の敷地を照らすのに非常に役立ちます。一般に、LDRベースの自動ライトは、夜明けまたは夕暮れに光の強度が変化すると点滅します。したがって、CFLはそのような回路では使用できません。トライアック制御の自動照明では、ちらつきがCFL内の回路に損傷を与える可能性があるため、白熱電球のみが可能です。この回路は、このようなすべての欠点を克服し、プリセットの光レベルが変化すると即座にオン/オフになります。

使い方？

IC1（NE555）は、双安定アクションを取得するためのシュミットトリガーとして回路で使用される人気のタイマーICです。 ICのセットおよびリセットアクティビティは、ランプのオン/オフを切り替えるために使用されます。 ICの内部には2つのコンパレータがあります。上限しきい値コンパレータは2 / 3Vccでトリップし、下限トリガーコンパレータは1 / 3Vccでトリップします。これら2つのコンパレータの入力は互いに接続され、LDRとVR1の接合部で接続されています。したがって、LDRによって入力に提供される電圧は、光の強度に依存します。

LDRは一種の可変抵抗器であり、その抵抗はそれに当たる光の強度に応じて変化します。暗闇では、LDRは10メガオームという非常に高い抵抗を提供しますが、明るい光では100オーム以下に減少します。したがって、LDRは自動照明システムに理想的な光センサーです。

日中、LDRの抵抗は少なくなり、電流はLDRを介してICのしきい値（Pin6）およびトリガー（pin2）入力に流れます。その結果、スレッショルド入力の電圧が2/3 Vccを超え、内部フリップフロップがリセットされ、出力はローのままになります。同時に、トリガー入力は1 / 3Vcc以上になります。どちらの条件でも、日中はIC1の出力が低く保たれます。リレードライバトランジスタはIC1の出力に接続されているため、日中はリレーの電源がオフのままになります。

オートスイッチングライト回路図

日没時に、LDRの抵抗が増加し、LDRを流れる電流の量が停止します。この結果、スレッショルドコンパレータ入力（ピン6）の電圧は2 / 3Vccを下回り、トリガーコンパレータ入力（ピン2）の電圧は1 / 3Vccを下回ります。これらの両方の条件により、コンパレータの出力がハイになり、フリップフロップが設定されます。これにより、IC1の出力がHigh状態に変わり、T1トリガーが発生します。 LEDはIC1の高出力を示します。 T1が導通すると、リレーがオンになり、リレーの共通（Comm）およびNO（ノーマルオープン）接点を介してランプ回路が完成します。この状態は朝まで続き、LDRが再び光にさらされるとICがリセットされます。

コンデンサC3は、リレーのクリーンな切り替えのためにT1のベースに追加されます。ダイオードD3は、T1がオフになったときに、T1を逆起電力から保護します。

設定方法は？

回路を共通のPCBに組み立て、耐衝撃ケースに入れます。プラグインタイプのアダプタボックスは、トランスと回路を囲むのに適しています。日中、できれば家の外で日光が当たる場所にユニットを置きます。リレーを接続する前に、LEDインジケータを使用して出力を確認してください。 VR1を調整して、特定の光レベル、たとえば午後6時にLEDをオンにします。問題がない場合は、リレーとAC接続を接続します。フェーズとニュートラルは、トランスの1次側からタップできます。相線と中性線を取り、電球ホルダーに接続します。リレー接点の定格電流に応じて、任意の数のランプを使用できます。ランプからの光がLDRに当たらないようにするため、それに応じてランプを配置します。

注意：充電時のリレー接点には230ボルトがあります。したがって、主電源に接続しているときは回路に触れないでください。感電を防ぐために、リレー接点には適切なスリーブを使用してください。

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