EVG für Leuchtstofflampen: Was ist das, wie funktioniert es, Anschlussschemata für Lampen mit EVG

Sind Sie interessiert, wozu das elektronische EVG-Modul für Leuchtstofflampen benötigt wird und wie es angeschlossen werden sollte? Die korrekte Installation energiesparender Leuchten kann deren Lebensdauer erheblich verlängern, nicht wahr? Aber Sie wissen nicht, wie Sie das EVG anschließen sollen und ob das notwendig ist?

Wir erklären Ihnen den Zweck des elektronischen Moduls und seinen Anschluss – in diesem Artikel werden die Konstruktionsmerkmale dieses Geräts betrachtet, das die sogenannte Startspannung erzeugt und den optimalen Arbeitsmodus der Leuchten aufrechterhält.

Es werden Prinzipschaltbilder für den Anschluss von Leuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät sowie Videoempfehlungen zur Verwendung solcher Geräte gezeigt. Diese sind ein wesentlicher Bestandteil des Schaltkreises von Gasentladungslampen, obwohl sich die konstruktive Ausführung solcher Lichtquellen erheblich unterscheiden kann.

Bauformen der Vorschaltmodule

Die Konstruktionen von industriellen und häuslichen Leuchtstofflampen sind in der Regel mit EVG-Modulen ausgestattet. Die Abkürzung ist recht verständlich – elektronisches Vorschaltgerät.

Elektromagnetisches Gerät alter Bauart

Betrachtet man die Konstruktion dieses Geräts aus der klassischen elektromagnetischen Reihe, fällt sofort ein deutlicher Nachteil auf – die Sperrigkeit des Moduls.

Allerdings haben die Konstrukteure stets versucht, die Abmessungen des EMVG zu minimieren. Bis zu einem gewissen Grad ist das gelungen, wie die modernen Modifikationen in Form von EVG zeigen.

Der Satz an Funktionselementen des elektromagnetischen Vorschaltgeräts. Seine Bestandteile sind, wie zu sehen, nur zwei Komponenten – die Drossel (der sogenannte Ballast) und der Starter (Schaltung zur Zündung).

Die Sperrigkeit der elektromagnetischen Konstruktion ist auf den Einsatz einer großen Drossel in der Schaltung zurückzuführen – einem obligatorischen Element, das die Netzspannung glätten und als Ballast dienen soll.

Neben der Drossel gehören zu der Schaltung des EMVG Starter (einer oder zwei). Die Qualität ihrer Arbeit und die Lebensdauer der Lampe sind offensichtlich voneinander abhängig, da ein defekter Starter einen Fehlstart verursacht, was eine Überlastung der Heizfäden bedeutet.

So sieht eine der konstruktiven Varianten des Starters des elektromagnetischen Vorschaltgeräts von Leuchtstofflampen aus. Es gibt zahlreiche andere Konstruktionen, die sich in Größe und Gehäusematerial unterscheiden.

Neben der Unzuverlässigkeit des Starterstarts leiden Leuchtstofflampen unter dem Stroboskopeffekt. Er äußert sich in einem Flimmern mit einer bestimmten Frequenz nahe 50 Hz.

Schließlich verursacht das Vorschaltgerät erhebliche Energieverluste, das heißt, es verringert insgesamt den Wirkungsgrad von Leuchtstofflampen.

Weiterentwicklung der Konstruktion zum EVG

Ab den 1990er Jahren wurden Schaltungen von Leuchtstofflampen zunehmend mit einer verbesserten Konstruktion des Vorschaltmoduls ergänzt.

Die Basis des modernisierten Moduls bildeten Halbleiter-Bauelemente. Dementsprechend verringerten sich die Abmessungen des Geräts und die Arbeitsqualität wird auf einem höheren Niveau festgestellt.

Das Ergebnis der Modifikation elektromagnetischer Vorschaltgeräte sind elektronische Halbleiter-Start- und Dimmgeräte für Leuchtstofflampen. Aus technischer Sicht zeichnen sie sich durch höhere Betriebskennwerte aus.

Die Einführung von Halbleiter-EVGs führte nahezu zur vollständigen Beseitigung der Mängel, die in den Schaltungen der Geräte älterer Bauart vorhanden waren.

Elektronische Module zeigen eine qualitativ stabile Arbeit und erhöhen die Langlebigkeit von Leuchtstofflampen.

Höherer Wirkungsgrad, stufenlose Helligkeitsregelung, erhöhter Leistungsfaktor – all das sind vorteilhafte Kennwerte der neuen EVG-Module.

Woraus besteht die Vorrichtung?

Die Hauptbestandteile der Schaltung des elektronischen Moduls sind:

• Gleichrichtereinrichtung;
• Filter für elektromagnetische Strahlung;
• Leistungsfaktorkorrektur;
• Spannungsglättungsfilter;
• Inverterschaltung;
• Drosselelement.

Der Schaltungsaufbau sieht eine von zwei Varianten vor – Vollbrücke oder Halbbrücke. Konstruktionen, die eine Vollbrückenschaltung verwenden, unterstützen in der Regel den Betrieb mit Lampen hoher Leistung.

Auf etwa solche Leuchten (mit einer Leistung von 100 Watt) sind Vorschaltmodule ausgelegt, die nach der Vollbrückenschaltung ausgeführt sind. Diese wirkt sich neben der Leistungsunterstützung positiv auf die Eigenschaften der Versorgungsspannung aus.

Inzwischen werden überwiegend in Leuchtstofflampen Module eingesetzt, die auf Basis der Halbbrückenschaltung aufgebaut sind.

Solche Geräte sind auf dem Markt häufiger anzutreffen als Vollbrückengeräte, da für traditionelle Anwendungen Leuchten mit einer Leistung bis 50 W ausreichen.

Besonderheiten der Funktionsweise des Geräts

Die Funktionsweise der Elektronik lässt sich grob in drei Arbeitsphasen unterteilen. Zuerst wird die Vorheizfunktion der Glühfäden aktiviert, was ein wichtiger Aspekt für die Langlebigkeit von Gasentladungslampen ist.

Diese Funktion ist besonders in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen erforderlich.

Ansicht der Arbeitsplatine eines Modells eines Vorschaltmoduls auf Halbleiterbasis. Diese kleine, leichte Platine ersetzt vollständig die Funktionalität einer massiven Drossel und bietet eine Reihe verbesserter Eigenschaften.

Anschließend wird durch die Modulschaltung die Funktion zur Erzeugung eines Hochspannungsimpulses gestartet – die Spannung beträgt etwa 1,5 kV.

Das Vorhandensein einer solchen Spannung zwischen den Elektroden führt unweigerlich zum Durchschlag der Gasfüllung der Leuchtstofflampe – zur Zündung der Lampe.

Schließlich wird die dritte Arbeitsphase der Modulschaltung aktiviert, deren Hauptfunktion darin besteht, eine stabilisierte Brennspannung für das Gas im Lampenkolben zu erzeugen.

Die Spannung ist in diesem Fall relativ niedrig, was einen geringen Energieverbrauch gewährleistet.

Prinzipschaltbild des Vorschaltgeräts

Wie bereits erwähnt, ist eine häufig verwendete Bauform das EVG-Modul, das in einer Gegentakt-Halbbrückenschaltung aufgebaut ist.

Prinzipschaltbild einer Halbbrückenschaltung zum Starten und Regeln der Parameter von Leuchtstofflampen. Dies ist jedoch bei weitem nicht die einzige Schaltungslösung, die für die Herstellung von EVGs verwendet wird.

Eine solche Schaltung arbeitet in der folgenden Reihenfolge:

1. Die Netzspannung von 220 V wird einem Gleichrichter (Diodenbrücke) und einem Filter zugeführt.
2. Am Ausgang des Filters entsteht eine Gleichspannung von 300–310 V.
3. Durch das Invertermodul wird die Spannungsfrequenz erhöht.
4. Vom Wechselrichter gelangt die Spannung zu einem Symmetrietransformator.
5. Am Transformator wird mit Hilfe von Schaltern das erforderliche Arbeitspotenzial für die Leuchtstofflampe erzeugt.

Die Steuerschalter, die in den Stromkreisen der beiden Abschnitte der Primär- und Sekundärwicklung angeordnet sind, regeln die benötigte Leistung.

Daher wird an der Sekundärwicklung für jede Betriebsphase der Lampe ein eigener Potenzialwert erzeugt. Zum Beispiel einer beim Vorheizen der Glühfäden, ein anderer im laufenden Betrieb.

Betrachten wir den Schaltplan eines Halbbrücken-EVG für Lampen mit einer Leistung von bis zu 30 W. Hier wird die Netzspannung durch eine Anordnung von vier Dioden gleichgerichtet.

Die vom Gleichrichter kommende gleichgerichtete Spannung gelangt zu einem Kondensator, wo sie amplitudengeglättet und von Oberschwingungen gefiltert wird.

Die Qualität der Schaltungsarbeit wird durch die richtige Auswahl der elektronischen Bauteile beeinflusst. Der normale Betrieb wird durch den Stromparameter am Plusanschluss des Kondensators C1 charakterisiert. Die Dauer des Zündimpulses der Leuchte wird durch den Kondensator C4 bestimmt.

Anschließend wird über den invertierenden Teil der Schaltung, der mit zwei Leistungstransistoren (Halbbrücke) aufgebaut ist, die aus dem Netz mit 50 Hz Frequenz ankommende Spannung in ein Potenzial mit einer höheren Frequenz – ab 20 kHz – umgewandelt.

Dieses wird an die Anschlüsse der Leuchtstofflampe angelegt, um den Betriebsmodus zu gewährleisten.

Nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet die Brückenschaltung. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass hier nicht zwei Inverter, sondern vier Leistungstransistoren verwendet werden. Dementsprechend wird die Schaltung etwas komplexer, es kommen zusätzliche Bauteile hinzu.

Die Wechselrichtereinheit, aufgebaut als Brückenschaltung. Hier wirken nicht zwei, sondern vier Leistungstransistoren mit. Zudem wird oft Feldeffekttransistoren der Vorzug gegeben. In der Schaltung: VT1…VT4 – Transistoren; Tp – Stromtransformator; Up, Un – Wandler.

Indessen ermöglicht gerade die Brückenschaltung den Anschluss einer großen Anzahl von Lampen (mehr als zwei) an einem Vorschaltgerät. In der Regel sind die nach der Brückenschaltung aufgebauten Geräte für eine Lastleistung von 100 W und mehr ausgelegt.

Anschlussmöglichkeiten für Leuchtstofflampen

Abhängig von den Schaltungslösungen, die in der Konstruktion der Vorschaltgeräte verwendet werden, können die Anschlussvarianten sehr unterschiedlich sein.

Wenn ein Modell des Geräts beispielsweise den Anschluss einer Leuchte unterstützt, kann ein anderes Modell bereits den gleichzeitigen Betrieb von vier Lampen ermöglichen.

Einfachste Variante der Stromversorgung einer Leuchte über ein elektromagnetisches Vorschaltgerät: 1 – Glühwendel; 2 – Starter; 3 – Glaskolben; 4 – Drossel; L – Außenleiter (Phase); N – Neutralleiter

Als einfachste Anschlussmöglichkeit erscheint die Variante mit einem elektromagnetischen Gerät, bei dem die Hauptelemente der Schaltung nur die Drossel und der Starter sind.

Hier wird vom Netzanschluss der Außenleiter mit einer der beiden Klemmen der Drossel verbunden, und der Neutralleiter wird an eine Klemme der Leuchtstofflampe geführt.

Die durch die Drossel geglättete Phase wird von ihrer zweiten Klemme abgenommen und mit der zweiten (gegenüberliegenden) Klemme verbunden.

Die noch freien beiden Klemmen der Lampe werden an die Starterfassung angeschlossen. Das ist im Grunde die gesamte Schaltung, die bis zum Aufkommen der elektronischen Halbleiter-ECG-Modelle überall verwendet wurde.

Anschlussvariante von zwei Leuchtstofflampen über eine Drossel: 1 – Filterkondensator; 2 – Drossel, leistungsmäßig gleich der Leistung von zwei Leuchtmitteln; 3, 4 – Lampen; 5,6 – Anlaufstarter; L – Phasenleitung; N – Nullleiter

Auf Basis derselben Schaltung wird eine Lösung mit dem Anschluss von zwei Leuchtstofflampen, einer Drossel und zwei Startern realisiert. Allerdings muss in diesem Fall die Drossel leistungsmäßig anhand der Gesamtleistung der Gasentladungslampen ausgewählt werden.

Die Drossel-Schaltungsvariante kann zur Beseitigung des Stroboskopeffekts nachgerüstet werden. Dieser tritt recht häufig gerade bei Leuchten mit elektromagnetischem Vorschaltgerät auf.

Die Nachrüstung erfolgt durch Ergänzung der Schaltung mit einer Diodenbrücke, die nach der Drossel eingebaut wird.

Anschluss an elektronische Module

Die Anschlussvarianten von Leuchtstofflampen an elektronischen Modulen unterscheiden sich etwas. Jedes elektronische Vorschaltgerät hat Eingangsklemmen für die Netzspannung und Ausgangsklemmen für die Last.

Je nach Konfiguration des Vorschaltgeräts wird eine oder mehrere Lampen angeschlossen. In der Regel befindet sich auf dem Gehäuse des Geräts jeder Leistung, das für den Anschluss der entsprechenden Anzahl von Leuchten ausgelegt ist, ein Schaltplan.

Anschlussreihenfolge der Leuchtstofflampen an das Start- und Regelgerät, das auf Halbleiterelementen basiert: 1 – Schnittstelle für Netz und Erde; 2 – Schnittstelle für Leuchten; 3,4 – Leuchten; L – Phasenleitung; N – Nullleiter; 1…6 – Schnittstellenkontakte

In der obigen Schaltung ist beispielsweise die Stromversorgung von maximal zwei Leuchtstofflampen vorgesehen, da in der Schaltung ein Modell eines Zweilampen-Vorschaltgeräts verwendet wird.

Die beiden Schnittstellen des Geräts sind wie folgt ausgelegt: eine für den Anschluss der Netzspannung und des Erdungsleiters, die zweite für den Anschluss der Lampen. Auch diese Variante gehört zu den einfachen Lösungen.

Ein ähnliches Gerät, das jedoch für den Betrieb mit vier Lampen ausgelegt ist, zeichnet sich durch eine erhöhte Anzahl von Klemmen an der Lastanschlussschnittstelle aus. Die Netzschnittstelle und der Erdungsanschluss bleiben unverändert.

Verdrahtung für den Anschluss nach der Vierlampenvariante. Als Start- und Regelgerät wird ebenfalls ein elektronisches Halbleiter-Vorschaltgerät verwendet. In der Schaltung: 1…10 – Kontakte der Start- und Regelschnittstelle.

Neben einfachen Geräten – Ein-, Zwei-, Vierlampen-Geräten – gibt es jedoch auch Start- und Regelkonstruktionen, deren Schaltung die Verwendung einer Funktion zur Regelung der Helligkeit von Leuchtstofflampen mit Hilfe vorsieht.

Dies sind die sogenannten gesteuerten Modelle von Reglern. Wir empfehlen, sich näher mit dem Funktionsprinzip des Leistungsreglers von Beleuchtungsgeräten vertraut zu machen.

Worin unterscheiden sich solche Geräte von den bereits betrachteten? Dadurch, dass sie zusätzlich zum Netz- und Lastanschluss über eine Schnittstelle zum Anschluss einer Steuerspannung verfügen, deren Pegel normalerweise 1-10 Volt Gleichstrom beträgt.

Vierlampenkonfiguration mit stufenloser Helligkeitsregelung: 1 – Modusschalter; 2 – Kontakte für die Zuführung der Steuerspannung; 3 – Erdungskontakt; 4, 5, 6, 7 – Leuchtstofflampen; L – Phasenleitung; N – Nullleiter; 1…20 – Schnittstellenkontakte des Start- und Regelgeräts

Somit ermöglicht die Vielfalt der Konfigurationen elektronischer Vorschaltgeräte die Organisation von Beleuchtungssystemen auf verschiedenen Ebenen. Gemeint ist nicht nur die Leistungs- und Flächenabdeckung, sondern auch die Steuerungsebene.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Ein Videomaterial, das auf der Praxis eines Elektrikers basiert, zeigt und erklärt, welches der beiden Geräte vom Endbenutzer als hochwertiger und praktischer angesehen werden sollte.

Dieser Beitrag bestätigt einmal mehr, dass einfache Lösungen zuverlässig und langlebig erscheinen:

Inzwischen werden die elektronischen Vorschaltgeräte (EVG) weiterentwickelt. Auf dem Markt erscheinen regelmäßig neue Modelle solcher Geräte. Auch elektronische Konstruktionen sind nicht frei von Nachteilen, zeigen aber im Vergleich zu elektromagnetischen Varianten deutlich bessere technische und betriebliche Eigenschaften.

Kennen Sie sich mit den Funktionsprinzipien und Anschlussplänen von elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) aus und möchten Sie das oben dargestellte Material durch eigene Beobachtungen ergänzen? Oder möchten Sie nützliche Tipps zu den Nuancen der Reparatur, des Austauschs oder der Auswahl eines Vorschaltgeräts teilen? Bitte schreiben Sie Ihre Kommentare zu diesem Beitrag in das untenstehende Feld.