Stateczniki służą do zasilania świetlówek liniowych, transformatory zaś – żarówek halogenowych, a po zastosowaniu konwektora również lamp LED. Poznajmy reguły oraz zasady dobory stateczników, transformatorów i zasilaczy do poszczególnych źródeł światła. Świetlówki, czyli lampy luorescencyjne, wymagają specjalnych układów stabilizacyjno- zapłonnych – konwencjonalnych (składających się ze statecznika magnetycznego i zapłonnika) lub nowoczesnych stateczników elektronicznych. Stosuje się je w związku z nieliniową charakterystyką prądowo-napięciową lamp wyładowczych. Gdyby w układzie nie przewidziano wykorzystania stateczników, w związku z bardzo szybkim wzrostem przepływającego prądu dochodziłoby do uszkadzania lamp.

Fot. 1. Trwała i solidna obudowa zasilaczy
elektronicznych do światła
LED chroni urządzenie przed
wstrząsami, wibracjami i wilgocią.Fot. 1. Trwała i solidna obudowa zasilaczy elektronicznych do światła LED chroni urządzenie przed wstrząsami, wibracjami i wilgocią.

Magnetyczne i elektroniczne

Konwencjonalne stateczniki magnetyczne (indukcyjne) mają formę laminowanego układu stalowych blach, które tworzą rdzeń oraz nawiniętego na nim uzwojenia z miedzianego drutu. Stosuje się je już zdecydowanie rzadziej niż urządzenia elektroniczne, szczególnie ze względu na znaczne straty mocy związane z wydzielaniem dużej ilości ciepła. Stateczniki magnetyczne współpracują z niektórymi świetlówkami kompaktowymi, np. ze świetlówkami niezintegrowanymi oraz z wysokoprężnymi lampami rtęciowymi, lampami metalohalogenkowymi i sodowymi Stateczniki elektroniczne to układy elektroniczne służące do zasilania świetlówek liniowych, czyli zapłonu oraz podtrzymywania odpowiedniego napięcia i natężenia prądu w lampach o różnych mocach. Urządzenia automatycznie zaprzestają prób zapłonu w przypadku awarii lampy. Ponadto są pozbawione efektów akustycznych związanych np. z drganiem blachy rdzenia, jak ma to miejsce w statecznikach indukcyjnych. Wyróżniają się bardzo wysokim poziomem efektywności (95%), jak również wysokim współczynnikiem Power Factor (na poziomie 0,9) – świadczy to o efektywnym wykorzystaniu i przetworzeniu energii elektrycznej na światło. Należy zaznaczyć, że nie występuje przy tym jego migotanie. Warto także dodać, że dla tradycyjnych stateczników indukcyjnych współczynnik Power Factor wynosi 0,6, a świetlówka miga z częstotliwością sieci 50 Hz (nie można ich więc stosować w pomieszczeniach, gdzie niedopuszczalny jest tzw. efekt stroboskopowy, czyli np. w halach produkcyjnych z obrabiarkami mechanicznymi).

Andrzej Dąbrowski
kierownik Działu
Zapewnienia
Jakości, GOVENA
LIGHTING Sp. z o.o.Andrzej Dąbrowski
kierownik Działu Zapewnienia Jakości, GOVENA LIGHTING Sp. z o.o.

Ekspert fachowego elektryka

Transformatory w oświetleniu halogenowym

Przy dobieraniu transformatorów elektronicznych do zasilania lamp halogenowych należy pamiętać o kilku istotnych kwestiach. Sumaryczna wartość obciążenia halogenowego nie powinna być wyższa niż nominalna moc transformatora elektronicznego. Należy pamiętać, aby przyłączone halogeny nie były montowane bliżej niż 30 cm od transformatora, w związku z tym, że podczas pracy wytwarzana jest wysoka temperatura (mowa tu o halogenach). Ponadto nie powinna być przekroczona maksymalna długość przewodów, tj. 2 m, ze względu na fakt dużego spadku napięcia, co w rezultacie obniża efektywność pracy halogenów oraz może powodować zwiększoną emisję zakłóceń radiowych powodujących np. pogorszenie jakości pracy odbiorników radiowych. Transformatory elektroniczne marki GOVENA sprawdzają się także przy zasilaniu źródeł LED. W tym temacie także należy pamiętać o kilku sprawach. Przy zasilaniu pasków LED, ostatnio coraz bardziej popularnych, należy koniecznie zastosować konwerter KYT-50; obciążenie powinno być tak dobrane, aby nie przekroczyć 50% wartości nominalnej transformatora elektronicznego.

Przy zasilaniu lamp LED stosowanych zamiast halogenów należy upewnić się, czy technicznie lampy te zostały przystosowane do zasilania przy pomocy transformatora elektronicznego. W przypadku wątpliwości można zastosować także konwerter jak w przypadku pasków LED, a wówczas będziemy mieli pewność, że nie dojdzie do uszkodzenia żadnej z części układu. Oczywiście, obciążenie 50% wartości nominalnej transformatora elektronicznego nadal jest wiążące.

Fot. 2. Transformatory elektroniczne
znajdują zastosowanie w zasilaniu
taśm diodowych, żarówek
LED i halogenów.Fot. 2. Transformatory elektroniczne znajdują zastosowanie w zasilaniu taśm diodowych, żarówek LED i halogenów.

Dobieramy statecznik

Najpopularniejsze ze świetlówek zasilanych przez stateczniki elektroniczne to świetlówki o wymiarze T8 i T5. Dobierając statecznik do lampy, musimy zwrócić uwagę na to, aby zastosować urządzenie dedykowane do danego rodzaju lampy, a przede wszystkim do mocy świetlówki oraz jej średnicy. Rozróżnienie mocy w przypadku świetlówek liniowych T8 i T5 wynosi odpowiednio: 18, 36 i 58 W dla pierwszego oraz 14, 21, 24, 28, 35, 39, 49, 54 i 80 W dla drugiego rozmiaru. Co prawda na rynku dostępnych jest wiele modeli stateczników kompatybilnych z kilkoma rodzajami świetlówek, jednak optymalnym rozwiązaniem jest wybranie statecznika, który został zaprojektowany pod konkretny model lampy. Oprócz doboru statecznika istotna jest również precyzja przy wykonywaniu okablowania w oprawie i ułożenie wszystkich przewodów połączeniowych między statecznikiem a świetlówką. Dzięki temu zminimalizujemy ryzyko nadmiernej emisji zakłóceń radiowych. Nie zapominajmy również o podłączeniu zacisku uziemiającego.

Fot. 3. Małe rozmiary zasilaczy pozwalają
na montaż na ograniczonej
powierzchni.Fot. 3. Małe rozmiary zasilaczy pozwalają na montaż na ograniczonej powierzchni.

Co daje statecznik elektroniczny?

Zastosowanie stateczników elektronicznych pozwala na ograniczenie zużycia energii, bardziej efektywne kompensowanie wahań napięcia oraz uzyskanie stałego strumienia świetlnego w szerokim zakresie napięć. Dzięki zasilaczom elektronicznym lampy włączają się szybko i bez efektu migotania. Tym samym możliwe jest uniknięcie efektów stroboskopowych i zjawiska „zmęczonych oczu” wśród osób pracujących czy przebywających w danym pomieszczeniu. Nowoczesne stateczniki elektroniczne posiadają szereg usprawnień. Możliwe jest ich zintegrowanie z prostymi, samodzielnymi sterownikami, układami sieciowymi oraz systemami zarządzania budynkami. Urzą dzenia pozwalają dzięki temu na ustawienie pożądanego poziomu oświetlenia według danego protokołu dzięki ściemniaczom, ukierunkowanie na ograniczenie poboru mocy lub uzyskanie wybranej sceny świetlnej. Stateczniki elektroniczne mogą współpracować również przy prądzie stałym, co umożliwia ich wykorzystanie przy zasilaniu z baterii lub akumulatorów, czyli np. w układach oświetlenia bezpieczeństwa. Posiadają wbudowany układ odpowiadający za diagnozę pracy źródła światła, w niektórych modelach możliwa jest również redukcja nominalnego strumienia świetlnego oprawy w zakresie 100-30% w trybie zasilania z baterii.

Fot. 4. Dzięki stosowaniu transformatorów i zasilaczy likwidujemy efekt migotania światła.Fot. 4. Dzięki stosowaniu transformatorów i zasilaczy likwidujemy efekt migotania światła.Fot. 5. Nowoczesne transformatory
pozwalają na prace ze
ściemniaczami.Fot. 5. Nowoczesne transformatory pozwalają na prace ze ściemniaczami.

Transformator

Innym rodzajem urządzeń służących do zasilania źródeł światła są transformatory. Ich zastosowanie jest konieczne w przypadku instalacji niskonapięciowych, głównie w żarówkach halogenowych o znamionowej wartości zasilania 12 V. Urządzenia obniżają napięcie sieci do niskiej wartości. W związku z tym muszą spełniać określone wymagania bezpieczeństwa, dotyczące np. pojawienia się napięcia sieciowego – zawierają wyłącznik termiczny, zabezpieczający przed przegrzaniem i najczęściej także bezpieczniki zwłoczne przystosowane do napięcia wejściowego 230 V. Tu również wyróżniamy dwa typy urządzeń: magnetyczne oraz elektroniczne. Transformatory konwencjonalne składają się z zamkniętego rdzenia żelaznego z uzwojeniami miedzianymi. Transformatory elektryczne działają na zasadzie zasilacza impulsowego z wykorzystaniem przełączania wysokoczęstotliwościowego, a czasami również w stabilizację napięcia. Umożliwiają zminimalizowanie strat mocy, pracują przy wysokiej częstotliwości, pozwalają na przedłużenie trwałości żarówki halogenowej do ok. 60%. Urządzenia są wolne od mankamentów typu rozrzut napięcia wyjściowego i udar prądu przy włączaniu, w odróżnieniu od transformatorów konwencjonalnych. Transformatory elektroniczne posiadają szereg usprawnień, pozwalających na zastosowanie ich w nowoczesnym oświetleniu. Współpracują ze ściemniaczami oświetlenia, pracują w cały zakresie obciążenia, od „0 W” aż do nominalnego (transformatory, w których napięcie przy obciążeniu znamionowym przekracza 12 V, charakteryzują się krótszym bezawaryjnym czasem pracy halogenowych źródeł ciepła).

Andrzej Wiśniewski
ekspert firmy OSRAM

Fot. 6. Przykład transformatora
elektronicznego do zasilania
żarówek halogenowych, jak
i diodowych 12 V o łącznej mocy
nie przekraczającej 105 W.Fot. 6. Przykład transformatora elektronicznego do zasilania żarówek halogenowych, jak i diodowych 12 V o łącznej mocy nie przekraczającej 105 W.Fot. 7. Impregnowane, elektromagnetyczne
stateczniki dla stałej
mocy (w szczelnej obudowie)
do zastosowania z zewnętrznym
z zapłonnikiem w lampach.Fot. 7. Impregnowane, elektromagnetyczne stateczniki dla stałej mocy (w szczelnej obudowie) do zastosowania z zewnętrznym z zapłonnikiem w lampach.Fot. 9. Zwykle w danych technicznych
żarówki halogenowej lub lampy
LED zamieszczona jest informacja
o zalecanym typie stosowanego
zasilacza.Fot. 9. Zwykle w danych technicznych żarówki halogenowej lub lampy LED zamieszczona jest informacja o zalecanym typie stosowanego zasilacza.Fot. 10. LED-owe źródło światła wymaga
zasilania prądem o napięciu
stałym 12 V.Fot. 10. LED-owe źródło światła wymaga zasilania prądem o napięciu stałym 12 V.

Ekspert fachowego elektryka

Elektroniczne zasilacze do LED i żarówek halogenowych

W przypadku niektórych rozwiązań lamp LED (np. lamp stanowiących energooszczędne zamienniki reflektorowych żarówek halogenowych zasilanych napięciem obniżonym 12 V), modułów LED, niektórych typów opraw LED oraz żarówek halogenowych zasilanych napięciem obniżonym 12 V, potrzebny jest odpowiedni układ zasilający, niezbędny do prawidłowej i bezpiecznej pracy tych źródeł światła. W ofercie firmy OSRAM znajdziemy odpowiednie układy zasilające do żarówek halogenowych zasilanych napięciem obniżonym, czyli zasilacze elektroniczne HALOTRONIC. W przypadku zasilania modułów LED, wybranych typów lamp LED oraz niektórych typów opraw LED istnieje szeroka oferta zasilaczy OPTOTRONIC. Konstrukcja tych zasilaczy zapewnia długie i bezpieczne zasilanie modułów LED, lamp LED i opraw LED. Pomimo wielu zabezpieczeń, przy doborze zasilacza należy ściśle przestrzegać zaleceń dotyczących możliwych typów i maksymalnej liczby zasilanych żarówek halogenowych lub lamp LED. Zły dobór modelu układu zasilającego do typu źródła światła lub zbyt duża liczba zasilanych źródeł światła, może doprowadzić do jego przeciążenia i nieprawidłowej pracy. Szeroka oferta i możliwość stosowania w różnych konfiguracjach wymaga od użytkownika przestrzegania zaleceń technicznych, które zamieszczane są w kartach technicznych zasilaczy. Zwykle w danych technicznych żarówki halogenowej lub lampy LED, zamieszczona jest informacja o zalecanym typie stosowanego zasilacza – umożliwia to odpowiedni dobór liczby i typu zasilanych źródeł światła oraz bezpieczną ich eksploatację.

Zasady doboru

Dobierając transformator do źródła światła, nie możemy zapomnieć o spadkach napięć w urządzeniu. Pamiętajmy, że łączna wartość obciążenia halogenowego nie może przewyższać nominalnej mocy transformatora. Weźmy pod uwagę także odległość pomiędzy oprawą oświetleniową a transformatorem (minimum 30 cm), ze względu na ciepło wytwarzane przez halogeny. Transformatory standardowo współpracują z oświetleniem halogenowym, jednak jeśli do układu dołączymy konwerter, transformator elektroniczny będzie można zastosować do zasilania pasków LED i nowoczesnych opraw LED. Zasilacz dobieramy do obciążenia, ewentualnie mocy lampek. Zasilacz może mieć większą moc, niż wymagana, jednak napięcie powinno mieścić się w zakresie wymaganym przez źródło światła. Pamiętajmy również, że LED-owe źródło światła wymaga zasilania prądem o napięciu stałym 12 V. Można dodać, że nowoczesne transformatory zabezpieczają przed przeciążeniem, zwarciem oraz przegrzaniem, współpracując z szerokim zakresem napięć wejściowych. Podobnie jak stateczniki elektroniczne, niektóre transformatory umożliwiają pracę przy zasilaniu prądem stałym, można ich więc używać w oświetleniu bezpieczeństwa.

Fot. 8. Przy doborze zasilacza, transformatora lub statecznika należy przestrzegać
zaleceń dotyczących możliwych typów i maksymalnej liczby zasilanych żarówek
halogenowych lub lamp LED.Fot. 8. Przy doborze zasilacza, transformatora lub statecznika należy przestrzegać zaleceń dotyczących możliwych typów i maksymalnej liczby zasilanych żarówek halogenowych lub lamp LED.

Iwona Bortniczuk

Na podstawie materiałów:
GOVENA LIGHTING, Philips, OSRAM, Noratel
Współpraca merytoryczna:
Andrzej Dąbrowski, GOVENA LIGHTING