Balasto electrónico para lámparas fluorescentes: qué es, cómo funciona, esquemas de conexión de lámparas con balasto electrónico

¿Le interesa saber para qué sirve el módulo electrónico EPRA para lámparas fluorescentes y cómo debe conectarlo? La instalación correcta de luminarias de bajo consumo permitirá prolongar múltiples veces su vida útil, ¿verdad? Pero usted no sabe cómo conectar el EPRA y si es necesario hacerlo.

Le explicaremos la función del módulo electrónico y su conexión: en el artículo se analizan las características constructivas de este aparato, gracias al cual se forma el llamado voltaje de arranque, y también se mantiene el modo de trabajo óptimo de las luminarias.

Se presentan esquemas de principio de conexión de lámparas fluorescentes con el uso del balasto electrónico, así como recomendaciones en video para la aplicación de dichos aparatos. Los cuales son una parte integral del esquema de las lámparas de descarga de gas, a pesar de que el diseño de tales fuentes de luz puede diferir significativamente.

Estructuras de los módulos de regulación de arranque

Las construcciones de lámparas fluorescentes industriales y domésticas lámparas fluorescentes generalmente están equipadas con módulos de balasto electrónico. La abreviatura se entiende claramente: dispositivo electrónico de arranque y regulación.

Dispositivo electromagnético de modelo antiguo

Al examinar la estructura de este dispositivo de la serie clásica electromagnética, se puede notar de inmediato un claro defecto: el tamaño voluminoso del módulo.

Es cierto que los diseñadores siempre han intentado minimizar las dimensiones del EMPRA. Hasta cierto punto lo lograron, a juzgar por las modificaciones modernas ya en forma de EPRA.

Conjunto de elementos funcionales del dispositivo de regulación de arranque electromagnético. Sus partes componentes, como se ve, son solo dos componentes: la bobina (el llamado balasto) y el cebador (esquema de formación de descarga).

El tamaño voluminoso de la estructura electromagnética se debe a la inclusión en el esquema de una bobina de gran tamaño, un elemento obligatorio destinado a suavizar el voltaje de la red y actuar como balasto.

Además del balasto, en el circuito del balasto electromagnético (EMPAR) se incluyen arrancadores (uno o dos). Es evidente la dependencia entre la calidad de su funcionamiento y la durabilidad de la lámpara, ya que un defecto en el arrancador provoca un falso arranque, lo que significa una sobrecarga de corriente en los filamentos.

Así se ve una de las variantes constructivas del cebador del módulo electromagnético de arranque y regulación de las lámparas fluorescentes. Existen muchas otras construcciones, donde se observa diferencia en tamaños y materiales de la carcasa.

Además de la poca fiabilidad del arranque por cebador, las lámparas fluorescentes sufren del efecto estroboscópico. Se manifiesta en forma de parpadeo con una frecuencia determinada, cercana a 50 Hz.

Finalmente, el equipo de arranque y regulación provoca pérdidas energéticas significativas, es decir, en general reduce la eficiencia de las lámparas fluorescentes.

Mejora del diseño hasta el EPRA

A partir de los años 1990, los circuitos de las lámparas fluorescentes comenzaron a complementarse cada vez más con un diseño mejorado del módulo de arranque y regulación.

La base del módulo modernizado la constituyeron elementos electrónicos semiconductores. En consecuencia, se redujeron las dimensiones del dispositivo y la calidad de funcionamiento se sitúa en un nivel más alto.

El resultado de la modificación de los reguladores electromagnéticos son los dispositivos electrónicos semiconductores de arranque y regulación del brillo de las lámparas fluorescentes. Desde el punto de vista técnico, se distinguen por mayores prestaciones operativas.

La introducción de los balastos electrónicos semiconductores llevó a la práctica eliminación de las desventajas que estaban presentes en los circuitos de los equipos de formato antiguo.

Los módulos electrónicos muestran un funcionamiento estable y de calidad, y aumentan la durabilidad de las luminarias fluorescentes.

Mayor eficiencia, regulación suave del brillo, factor de potencia mejorado: todos estos son indicadores ventajosos de los nuevos módulos de balasto electrónico.

¿De qué está compuesto el dispositivo?

Los elementos principales que componen el circuito del módulo electrónico son:

• dispositivo rectificador;
• filtro de radiación electromagnética;
• corrector del factor de potencia;
• filtro de suavizado de tensión;
• circuito inversor;
• reactancia;

La configuración del circuito contempla una de dos variantes: en puente o semipuente. Las construcciones que utilizan el circuito en puente, por lo general, admiten el funcionamiento con lámparas de alta potencia.

Para aproximadamente estos dispositivos de luz (de potencia a partir de 100 vatios) están diseñados los módulos de arranque y regulación realizados según el esquema en puente. El cual, además de soportar la potencia, tiene un efecto positivo en las características de la tensión de alimentación.

Mientras tanto, principalmente en las luminarias fluorescentes se utilizan módulos construidos sobre la base del esquema de semipuente.

Estos dispositivos se encuentran en el mercado con más frecuencia que los de puente, ya que para aplicaciones tradicionales son suficientes luminarias de hasta 50 W.

Características de funcionamiento del aparato

El funcionamiento de la electrónica se puede dividir aproximadamente en tres etapas de trabajo. En primer lugar, se activa la función de precalentamiento de los filamentos, lo cual es un aspecto importante para la durabilidad de las lámparas de gas.

Esta función se considera especialmente necesaria en condiciones de ambiente de baja temperatura.

Vista de la placa electrónica de trabajo de uno de los modelos del módulo de control de arranque basado en elementos semiconductores. Esta placa pequeña y ligera reemplaza completamente la funcionalidad del pesado balastro y añade una serie de propiedades mejoradas.

Luego, el circuito del módulo activa la función de generación de un impulso de alta impedancia – nivel de tensión de aproximadamente 1,5 kV.

La presencia de una tensión de tal magnitud entre los electrodos inevitablemente provoca la ruptura del medio gaseoso del tubo de la lámpara fluorescente – el encendido de la lámpara.

Finalmente, se conecta la tercera etapa de funcionamiento del circuito del módulo, cuya función principal es crear una tensión estabilizada para la descarga de gas dentro del tubo.

El nivel de tensión en este caso es relativamente bajo, lo que garantiza un bajo consumo de energía.

Esquema de principio del balasto

Como ya se ha señalado, una construcción de uso frecuente es el módulo de balastro electrónico ensamblado en un circuito push-pull de medio puente.

Diagrama esquemático de un dispositivo de arranque y regulación de parámetros de lámparas fluorescentes de medio puente. Sin embargo, esta no es la única solución de circuito que se utiliza para fabricar balastros electrónicos.

Este circuito funciona en la siguiente secuencia:

1. La tensión de red de 220 V llega al puente de diodos y al filtro.
2. A la salida del filtro se genera una tensión continua de 300-310 V.
3. El módulo inversor aumenta la frecuencia de la tensión.
4. Desde el inversor, la tensión pasa a un transformador simétrico.
5. En el transformador, mediante los interruptores de control, se forma el potencial de trabajo necesario para la lámpara fluorescente.

Los interruptores de control, instalados en el circuito de las dos secciones del devanado primario y en el secundario, regulan la potencia requerida.

Por lo tanto, en el devanado secundario se forma un potencial diferente para cada etapa de funcionamiento de la lámpara. Por ejemplo, uno para el calentamiento de los filamentos y otro para el modo de funcionamiento normal.

Consideremos el diagrama esquemático de un balastro electrónico de medio puente para lámparas de hasta 30 W. Aquí, la tensión de red se rectifica mediante un conjunto de cuatro diodos.

La tensión rectificada del puente de diodos llega a un condensador, donde se suaviza en amplitud y se filtra de armónicos.

La calidad del funcionamiento del circuito se ve influenciada por la correcta selección de los componentes electrónicos. El funcionamiento normal se caracteriza por el parámetro de corriente en el terminal positivo del condensador C1. La duración del pulso de encendido de la lámpara está determinada por el condensador C4.

A continuación, mediante la parte inversora del circuito, montada sobre dos transistores clave (semipuente), el voltaje proveniente de la red con una frecuencia de 50 Hz se convierte en un potencial de frecuencia más alta, desde 20 kHz.

Este se aplica a los terminales de la lámpara fluorescente para garantizar el modo de funcionamiento.

El circuito puente funciona aproximadamente según el mismo principio. La única diferencia es que en él se utilizan no dos inversores, sino cuatro transistores clave. En consecuencia, el circuito se vuelve algo más complejo y se añaden elementos adicionales.

Nodo del circuito inversor montado en configuración puente. Aquí, en el funcionamiento del nodo participan no dos, sino cuatro transistores clave. Además, a menudo se da preferencia a los elementos semiconductores de estructura de campo. En el esquema: VT1…VT4 – transistores; Tp – transformador de corriente; Up, Un – convertidores.

Sin embargo, la variante de montaje en puente permite conectar una gran cantidad de lámparas (más de dos) en un solo balasto. Generalmente, los dispositivos ensamblados en configuración de puente están diseñados para una potencia de carga de 100 W o más.

Opciones de conexión de lámparas fluorescentes

Dependiendo de las soluciones de circuito utilizadas en el diseño de los equipos de control, las opciones de conexión pueden ser muy variadas.

Si un modelo del dispositivo admite, por ejemplo, la conexión de una lámpara, otro modelo puede admitir el funcionamiento simultáneo de cuatro lámparas.

La opción de alimentación más simple de la lámpara a través de un elemento de control electromagnético: 1 – filamento; 2 – cebador; 3 – ampolla de vidrio; 4 – bobina de choque; L – línea de fase de alimentación; N – línea neutra.

La conexión más simple parece ser la variante con un dispositivo electromagnético, donde los únicos elementos principales del circuito son el balasto y el arrancador.

Aquí, desde la interfaz de red, la línea de fase se conecta a uno de los dos terminales de la bobina de choque, y el cable neutro se conecta a un terminal de la lámpara fluorescente.

La fase, suavizada por la bobina de choque, se toma de su segundo terminal y se conecta al segundo terminal (opuesto).

Los dos terminales libres restantes de la lámpara se conectan al zócalo del cebador. Eso es, esencialmente, todo el circuito, que se utilizaba en todas partes antes de la llegada de los modelos electrónicos semiconductores de balastos electrónicos (BEE).

Opción de conexión de dos luminarias fluorescentes mediante un solo balasto: 1 – condensador de filtro; 2 – balasto, de potencia igual a la potencia de dos luminarias; 3, 4 – lámparas; 5, 6 – cebadores de arranque; L – línea de fase de alimentación; N – línea neutra

Sobre la base del mismo esquema se implementa una solución con conexión de dos lámparas fluorescentes, un balasto y dos cebadores. Sin embargo, en este caso es necesario seleccionar el balasto por potencia, basándose en la potencia total de las luminarias de gas.

La variante de esquema con balasto se puede modificar para eliminar el defecto de estroboscopia. Este defecto ocurre con bastante frecuencia precisamente en luminarias con balasto electromagnético.

La modificación implica la adición de un puente de diodos al circuito, que se conecta después del balasto.

Conexión a módulos electrónicos

Las opciones de conexión de lámparas fluorescentes en módulos electrónicos son algo diferentes. Cada aparato de control electrónico tiene bornes de entrada para la tensión de red y bornes de salida para la carga.

Dependiendo de la configuración del balasto electrónico, se conecta una o varias lámparas. Por lo general, en la carcasa del aparato de cualquier potencia, diseñado para conectar el número correspondiente de luminarias, se encuentra un diagrama esquemático de conexión.

Procedimiento de conexión de luminarias fluorescentes al dispositivo de arranque y control que funciona con elementos semiconductores: 1 – interfaz para la red y la toma de tierra; 2 – interfaz para las luminarias; 3,4 – luminarias; L – línea de fase de alimentación; N – línea neutra; 1…6 – contactos de la interfaz

En el esquema anterior, por ejemplo, se prevé la alimentación de un máximo de dos lámparas fluorescentes, ya que en el circuito se utiliza un modelo de balasto para dos lámparas.

Las dos interfaces del aparato están diseñadas así: una para conectar la tensión de red y el cable de tierra, la segunda para conectar las lámparas. Esta opción también pertenece a la serie de soluciones simples.

Un aparato similar, pero diseñado para trabajar con cuatro lámparas, se diferencia por tener un mayor número de bornes en la interfaz de conexión de carga. La interfaz de red y la línea de conexión de tierra permanecen sin cambios.

Distribución de conexión según la variante de cuatro lámparas. Como dispositivo de arranque y control también se utiliza un balasto electrónico semiconductor. En el esquema, 1…10 – contactos de la interfaz del dispositivo de arranque y control.

Sin embargo, junto con los dispositivos simples – de una, dos, cuatro lámparas – también existen construcciones de control, cuyo esquema contempla el uso de la función de regulación del brillo de las lámparas fluorescentes mediante.

Estos son los llamados modelos controlados de reguladores. Recomendamos familiarizarse más a fondo con el principio de funcionamiento del regulador de potencia de los dispositivos de iluminación.

¿En qué se diferencian estos dispositivos de los ya considerados? En que, además del de red y de carga, se equipan con una interfaz para conectar la tensión de control, cuyo nivel suele ser de 1-10 voltios de corriente continua.

Configuración de cuatro lámparas con posibilidad de ajuste suave de brillo de emisión: 1 – interruptor de modo; 2 – contactos de alimentación de tensión de control; 3 – contacto de tierra; 4, 5, 6, 7 – lámparas fluorescentes; L – línea de fase de alimentación; N – línea neutra; 1…20 – contactos de la interfaz del dispositivo de arranque y regulación

Así pues, la diversidad de configuración de los módulos electrónicos de arranque y regulación permite organizar sistemas de dispositivos de iluminación de diferentes niveles. No solo se refiere al nivel de potencia y cobertura de áreas, sino también al nivel de control.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Un video basado en la práctica de un electricista narra y muestra cuál de los dos dispositivos debe ser considerado por el usuario final como más de calidad y práctico.

Este reportaje confirma una vez más que las soluciones simples parecen fiables y duraderas:

Mientras tanto, los balastos electrónicos (EB) continúan mejorándose. En el mercado aparecen periódicamente nuevos modelos de estos dispositivos. Las construcciones electrónicas tampoco están exentas de defectos, pero en comparación con las versiones electromagnéticas, muestran claramente mejores cualidades técnicas y operativas.

¿Usted entiende sobre los principios de funcionamiento y esquemas de conexión de los balastos electrónicos (EB) y desea complementar el material expuesto anteriormente con observaciones personales? ¿O desea compartir recomendaciones útiles sobre los matices de reparación, reemplazo o selección de un aparato de arranque y regulación? Por favor, escriba sus comentarios a esta entrada en el bloque de abajo.