En la forma tradicional, las lámparas fluorescentes comunes no utilizan ningún componente electrónico para su encendido. Sin embargo, la disponibilidad de semiconductores de potencia barata capaces de operar con las elevadas tensiones de la red de energía ha cambiado esta idea y cada vez más encontramos estos componentes en los circuitos de fluorescentes. Vea en este artículo cómo se utilizan los tiristores en los circuitos de encendido de las lámparas fluorescentes.
En un circuito convencional para ignición de una lámpara fluorescente común, alimentada por la red de energía, tenemos un starter, un inductor y la propia lámpara fluorescente, como muestra la figura 1.
El starter consiste en un bulbo de vidrio dentro del cual además de un gas inerte como el argón o el neón, existe un elemento bimetálico en forma de "U". Cuando la alimentación del circuito es establecida, la tensión que aparece en ese elemento es suficiente para ionizar el gas que entonces se convierte en conductor.
El calor desarrollado en el proceso de ionización hace que el bimetal se mueva y con ello haga contacto en la parte fija del circuito. Cuando esto ocurre, el gas se coloca en corto, cesando la ionización y con ello circula una corriente de precalentamiento por los filamentos de la lámpara fluorescente.
Con la interrupción de la conducción por el gas, el bimetal se enfría moviéndose en el sentido de interrumpir la corriente por el filamento de precalentamiento. En este proceso que ocurre varias veces por segundo cuando encendemos la lámpara, la carga inductiva que representa el reactor hace que picos de tensión entre 400 y 600 V sean aplicados a la lámpara.
Estos picos hacen que el gas en el interior de la lámpara ionice se encienda, convirtiéndose en conductora. Cuando esto ocurre, la corriente pasa ahora a circular totalmente por la lámpara, haciendo inoperante el starter.
Este sistema de arranque de una lámpara que se basa en el abrir y cerrar de un bimetal puede ser fácilmente transpuesto a una versión electrónica en la que los impulsos de alta tensión sean generados por un dispositivo semiconductor de comportamiento similar.
Es justamente lo que veremos a continuación.
Sistemas con Tiristores
En la figura 2 tenemos un circuito de arranque para lámpara fluorescente que se basa en un TRIAC común.
En este circuito, el capacitor de 5 uF se carga y con la tensión de pico de la red de energía. Su tensión se sumará a la de la red de energía en el disparo, generando así pulsos de 300 V en la red de 110 V y 600 V en la red de 220 V. Esto se logra haciendo que el disparo del TRIAC ocurra con un desfase de 90 grados en relación a la tensión de la red.
El valor del capacitor en el circuito del TRIAC debe entonces ser elegido para obtener la mayor precisión en el desfase y así generar el pulso con la mayor tensión posible a través de la lámpara.
Cuando el Triac está conduciendo, los filamentos son alimentados y con eso tenemos el precalentamiento, en un proceso que tarda menos de un segundo.
Al encenderse, la tensión se amortigua a un valor del orden de 60 V de pico a través de la lámpara lo que impide que el circuito del triac y diac funcione. Cuando la lámpara necesita ser encendida de nuevo, el circuito de disparo entra en acción.
En la figura 3 tenemos una variación del circuito anterior que usa un componente más moderno, aunque más difícil de obtener, el Sidac.
El principio de funcionamiento es el mismo con la diferencia de que la tensión de disparo del Sidac es una característica interna del componente y no programada por una red RC conectada a un Diac, como en el circuito anterior.
Los circuitos mostrados operan con lámparas de 15 a 20 W. Para lámparas de mayor potencia vale el mismo principio sólo debiendo ser recordado que ellas son más críticas en cuanto al pulso de tensión que las hace encendidas.
En la figura 4 mostramos un circuito con Triac para lámpara de 40 W.
El Triac sugerido es de la Teccor Electronics, pero otros de las mismas características pueden ser usados. Observe que los valores de los componentes se han cambiado para adecuar la operación con una lámpara de mayor potencia.
El mismo es válido para el caso de Sidacs, obteniéndose el circuito mostrado en la figura 5.
Conclusión
La sustitución de cualquier dispositivo electro-mecánico por dispositivos electrónicos en las aplicaciones modernas es muy importante.
Además de la mayor confiabilidad y mayor durabilidad también tenemos el bajo costo y el menor espacio ocupado. Esta tendencia está siendo observada de forma cada vez más intensa en los dispositivos usados ??en las eléctricas domiciliares y comerciales.