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In caso di malfunzionamento della lampada, ECG di BAG electronics è provvisto di una funzione di rilevamento automatico e di spegnimento di sicurezza. Tra questi sono compresi, per esempio, elettrodi della lampada difettosi o distanze di scarica altamente resistive dovute a tubi a tenuta non perfetta.
Inoltre, viene rilevata la condizione di funzionamento critica che si può verifica al termine della vita della lampada fluorescente. L'effetto del raddrizzatore, a quel punto in crescita, porta a tensioni di bruciatura della lampada più elevate nei dintorni degli elettrodi, per cui a temperature più elevate in quella zona. Questo processo comporta la perdita di materiale dell'emettitore nel corso della vita funzionale. Il cosiddetto fenomeno a fine-vita riveste particolare importanza quando si parla di lampade T5. A causa del minore diametro del tubo (16 mm), l'aumento di temperatura è più significativo che nelle lampade T8 aventi diametro di 26 mm.
Di conseguenza al pericolo dovuto al sovraccarico termico, la norma di sicurezza EN 61347-2-3 per le unità di controllo di dispositivi elettronici comprende l'esame funzionale dell'interruttore di spegnimento a fine-vita. Esistono tre metodi di prova, di cui la procedura 'Prova 2' per le lampade T5 è nota per la sua affidabilità. Gli ECG di BAG electronics sono identificati, testati e approvati secondo i criteri ivi stabiliti.
Rispetto alla vita funzionale delle lampade fluorescenti, il numeri di cicli di accensione/spegnimento per giorno e le modalità di avvio sono di importanza notevole. Un avvio ottimizzato richiede l'adeguato preriscaldo degli elettrodi della lampada. Le unità di controllo elettronico di qualità superiore sono provviste di procedure di avvio a tepido che comportano a un notevole incremento della vita funzionale della lampada, fino al 50%, rispetto al funzionamento con ballast di tipo induttivo. Una vita funzionale della lampada praticamente indipendente dalla frequenza di accensione si può raggiungere grazie a un preriscaldamento regolato su misura per la lampada. Gli ECG di BAG electronics, come quelli delle serie D e SCS, rispondono a questa esigenza grazie a procedure di avvio controllate digitalmente. Il preriscaldamento viene fornito per mezzo di una corrente quasi costante, nell'arco di un periodo di tempo predefinito. La progettazione del circuito previene un avvio anticipato accidentale della lampada. Dalle misure presso i nostri laboratori è emerso che oltre 1.000.000 di cicli di accensione/spegnimento a intervalli di 15 secondi non sono stati in grado di distruggere gli elettrodi.
Un'ulteriore ottimizzazione dell'avvio della lampada avviene grazie all'innovativa tecnologia di preriscaldamento a energia controllata. I requisiti corrispondenti sono già compresi nella norma EN 60929 relativa alle prestazioni delle unità di controllo elettronico, per l'appunto nei primi passi delle lampade fluorescenti T5. Il vantaggio di questa procedura risiede nel fatto che nella fase di avvio viene considerata non solo la corrente di preriscaldo, ma anche l'energia apportata all'elettrodo. Ciò permette di determinare con sicurezza il punto in cui la temperatura di emissione ottima è stato raggiunto. A quel punto la fase di preriscaldo viene terminata automaticamente. Di conseguenza, viene ridotta l'influenza delle tolleranze, come ad esempio quella degli elettrodi della lampada, e quindi anche gli elettrodi più sensibili sono protetti da sovraccarichi inutili. Tutte le unità di controllo elettroniche contrassegnate di BAG electronics per le lampade T5 offrono già la procedura ottimizzata di preriscaldo a energia controllata.
La vita funzionale, e di conseguenza l'affidabilità delle unità di controllo elettronico, è determinata dall'indice di guasto dei componenti in esse montati. Insieme alle caratteristiche elettriche e alla qualità di tali componenti, la temperatura costituisce un parametro essenziale.
Gli ECG di BAG eletronics sono progettati in modo da potersi attendere un indice di guasto del 2% per 1.000 ore quando viene rispettata la temperatura massima dell'alloggiamento, tc,max.
Ciò equivale a una vita funzionale di 50.000 ore con un indice di guasto possibile < 10%. In altre parole, ciò significa che considerando 2500 ore di funzionamento all'anno e un indice di guasto ipotetico del 10%, verrà raggiunta una vita di 20 anni.
Temperature inferiori all'interno dell'unità di controllo elettronico aumenteranno la durata della vita funzionale. Se ad esempio la temperatura massima, tc,max è minore di 10° C, l'indice di guasto è quasi dimezzato. Allo stesso modo, qualora la temperatura tc,max venga superata, la vita funzionale potrebbe essere considerevolmente ridotta.
Come misura preventiva per assicurare la vita funzionale specificata, tutti i componenti e i circuiti degli ECG di BAG electronics sono progettati per funzionare al di sotto dei propri valori limite ammissibili. Oltre a ciò, al fine di prevenire guasti anticipati per via di difetti occulti, tutte le unità affrontano vari punti di prova nel corso del processo produttivo, cioè, tra gli altri, vengono svolti controlli sui componenti e misure di valori rilevanti ai fini del funzionamento. Prima della consegna gli ECG vengono sottoposti a una prova finale di burn-in.
Nelle lampade fluorescenti, l'ingirizione e la limitazione di corrente della scarica di gas richiedono che l'unità di controllo sia collegata in serie. Le tecniche convenzionali usano un avvolgimento interno in ferro con filo in rame, combinato a un avviatore separato.
I vamtaggi essenziali si hanno quando vengono utilizzate unità di controllo elettroniche:
Una caratteristica di base che contraddistingue i ballast elettronici e le unità di controllo elettroniche (ECG, Electronic Control Gear) è la modalità di funzionamento della lampada. Le unità di controllo elettronico generano tensioni alternate a elevata frequenza, con frequenza che vanno da circa 30 kHz a 70 kHz. Ciò risulta in un aumento dell'efficienza delle lampade fluorescenti di circa il 10% rispetto al funzionamento a 50/60 Hz dei ballast di tipo induttivo. Per cui il funzionamento ad elevata frequenza consente di diminuire la potenza, senza tuttavia ridurre il flusso luminoso della lampada. La spiegazione fisica risiede nell'andamento della tensione della lampada. Quando funziona alla frequenza di rete, la lampada viene spenta per un breve periodo dopo ciascuna semi-onda della tensione di rete, e deve essere riaccesa come viene mostrato in corrispondenza dei picchi di tensione mostrati. Le fasi più scure comportano in media un flusso luminoso ridotto e il cosiddetto sfarfallio dei 100 Hz.
L'indice di efficienza energetica serve come base per una valutazione oggettiva dell'efficienza di un sistema ballast-lampada. Questo parametro è stato introdotto da CELMA, la Federation of National Manufacturers Associations for Luminaires and Electrotechnical Components for Luminairesin dell'Unione europea. Per ciascun tipo di lampada, sono definite 7 categorie di valori limite per la potenza complessiva in ingresso. Al fine di assicurare una classificazione standardizzata di una data unità di controllo secondo l'indice EEI, le misure si basano sulla norma europea EN 50 294 'Metodi di misura della potenza complessiva in ingresso nei circuiti ballast-lampada'.
L'indice EEI si applica in particolare tramite l'implementazione del Regolamento Europeo 2000/55/CE relativa ai requisiti di efficienza energetica dei ballast per lampade fluorescenti. Questo regolamento punta a provocare un cambiamento radicale a favore di sistemi efficienti e a risparmio energetico per una migliore salvaguardia del clima. Sulla base di queste premesse, secondo il regolamento CE, a partire dal 21.05.02 i ballast induttivi con elevate perdite di potenza, classificati come D, non possono più essere fatti circolare. Dal 21.11.2005 ciò si applica anche per i ballast induttivi classificati come C.
Ulteriori informazioni relative a questa classificazione con valori limite per tutti i comuni tipi di lampade si possono trovare nella brochure CELMA chiamata ”Guide for the application of Directive 2000/55/EC on energy efficiency requirements for ballasts for fluorescent lighting' (Guida per l'applicazione della Direttiva 2000/55/CE sui requisiti di efficienza energetica degli alimentatori per lampade fluorescenti).
Si raccomanda di fare una serie di prove quando si costruiscono corpi illuminanti da dotare di accenditore ad alta tensione.
Gli accenditori ad alta tensione ed i corpi illuminanti appartenenti alla classe di sicurezza I devono essere connessi tramite un filo al potenziale di terra per proteggere le persone, il dispositivo, il circuito di alimentazione e per prevenire interferenze. Di conseguenza le tensioni in alta frequenza di tipo capacitivo, dovute ai cavi di messa a terra del corpo illuminante, vengono cortocircuitate.
Per lampade a vapore di sodio ad alta pressione (HS) e lampade con alogenuro metallico (HI), la tensione richiesta viene generata da un accenditore. Le normali lampade a vapore di mercurio ad alta pressione (HM) si accendono senza l'aiuto di un accenditore, non appena vengono connesse alla tensione di alimentazione.
Una volta acceso, il gas ionizzato ha una conduttività elettrica molto alta, per cui la corrente deve essere limitata durante il funzionamento. La corrente viene solitamente limitata dall'impedenza di un ballast induttivo. Questo viene connesso in serie alla lampada, perciò deve essere regolato affinché si adatti alle proprietà della lampada e dell'alimentazione poiché, in generale, le lampade ad alta pressione sono suscettibili alle fluttuazioni di corrente. Discostamenti dal valore nominale di corrente possono portare a una diminuzione della vita funzionale di una lampada e a modifiche nella resa di colore.
Nel file allegato è disponibile il calcolo del ritorno dell'investimento per corpi illuminanti provvisti di lampade a vapori di sodio ad alta pressione..
Download: Calcolo del ritorno dell'investimento della riduzione di potenza
L'esito di un efficace pianificazione d'illuminazione deve essere un'illuminazione dell'area da illuminare la più omogenea possibile.
La potenza può essere ridotta con vari metodi:
Ridurre i consumi grazie agli interruttori
Il consumo di una lampada a vapori di mercurio (HM) o a vapori di sodio ad alta pressione (HS) può essere ridotto fino al 50% del suo valore nominale. La lampada si accende, tuttavia al 100% della potenza nominale. Sebbene vengano spesso utilizzate per le moderne illuminazioni stradali in lampade ad alogenuri metallici e/o bruciatori ceramici per via della loro luce bianca e della resa brillante del colore, non è ancora stato dimostrato che siano adatte per usi ridotti. Le principali aree in cui si usa una riduzione di potenza sono:
Per ridurre la potenza consumata da ciascuna lampada, sono essenzialmente necessari i seguenti:
Lampade HS: accenditore - ballast di alimentazione - interruttore di alimentazione
Lampade HM: ballast speciale - interruttore di alimentazione
Subito avere spento una lampada a scarica ad alta pressione la tensione di ri-accensione è molto più elevata di quella di una lampada fredda. Pertanto un normale accenditore non è in grado di fornire questa tensione. A causa dell'elevata pressione del gas nel tubo di scarica, le lampade necessitano inizialmente di qualche tempo per raffreddarmi affinché sia sufficiente la tensione di accensione tra 1 e 5 kV che è in grado di fornire un accenditore standard. Gli intervalli tipici di raffreddamento, a seconda della potenza, sono compresi tra 2 e 5 minuti per lampade a vapori di sodio elevati e tra 10 e 20 minuti per lampade con alogenuri metallici.
La maggior parte delle applicazioni d'illuminazione richiedono lampade immediatamente disponibili a tornare in funzione in caso di interruzione dell'alimentazione. Questa è una premessa indispensabile ad es. quando si registra un film o uno spettacolo televisivo, nell'illuminazione di uno stadio, negli aeroporti, in stabilimenti produttivi o in campi sottoposti a sorveglianza civile o militare. Per rispondere alle esigenze di ri-accensione istantanea di una lampada calda, vengono adoperati speciali accenditori ad alta tensione. Questi accenditori generano tensioni di accensioni molto più elevate, garantendo una riaccensione immediata..
Una seconda soluzione per accelerare i tempi di accensione degli accenditori standard sono gli interruttori Licht di BAG electronics. Questi dispositivi accendono corpi illuminanti aggiuntivi durante il tempo di accensione al fine di fornire un certo livello di illuminazione.
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